KR101387661B1 - Microwave Heating Apparatus for Uniform Heating of Target Based on Near-cutoff Condition - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차단 근접(near-cutoff) 조건의 도파관 내에서 피가열물을 균일하게 가열시킬 수 있는 마이크로웨이브 가열 장치에 관한 것이다. 본 발명의 마이크로웨이브 가열 장치는, 도파관 내의 피가열물로 마이크로웨이브를 진행시키되, 고체 상태 물체로서 상기 도파관 내의 일정 공간을 점유하도록 구비된 파장 조절기에 의해 줄어든 마이크로웨이브의 진행 공간으로 마이크로웨이브를 진행시켜, 상기 줄어든 공간 상에 놓인 상기 피가열물을 가열하고, 상기 줄어든 공간으로 진행하는 상기 마이크로웨이브의 파장이 차단 근접(near-cutoff) 조건에 따라 상기 줄어든 공간으로 진입하기 전의 파장보다 일정 배수 이상으로 길어지는 효과를 이용한다. The present invention relates to a microwave heating apparatus capable of uniformly heating a heated object in a waveguide in a near-cutoff condition. In the microwave heating apparatus of the present invention, the microwave is advanced to the heated object in the waveguide, but the microwave is advanced to the traveling space of the microwave reduced by a wavelength controller provided to occupy a predetermined space in the waveguide as a solid state object. To heat the to-be-heated object placed in the reduced space, and the wavelength of the microwave proceeding to the reduced space is a certain multiple or more than the wavelength before entering the reduced space according to the near-cutoff condition. Take advantage of the longer effects.

Figure R1020120050641
Figure R1020120050641

Description

차단 근접 조건에 기초하여 피가열물의 균일 가열을 위한 마이크로웨이브 가열 장치{Microwave Heating Apparatus for Uniform Heating of Target Based on Near-cutoff Condition}Microwave Heating Apparatus for Uniform Heating of Heated Objects Based on Blocking Proximity Conditions

본 발명은 마이크로웨이브 가열 장치에 관한 것으로서, 특히, 차단 근접(near-cutoff) 조건의 도파관 내에서 피가열물을 균일하게 가열시킬 수 있는 마이크로웨이브 가열 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a microwave heating apparatus, and more particularly, to a microwave heating apparatus capable of uniformly heating a heated object in a waveguide in a near-cutoff condition.

마이크로웨이브(예, 주파수 300MHz ~ 300GHz)를 이용한 가열은, 피가열물에서 에너지가 손실되면서 피가열물을 가열하는 유전손실에 의한 유전 가열(dielectric heating), 또는 피가열물에 유도 전류를 발생시켜 저항 성분에 의해 피가열물을 가열하는 유도전류에 의한 주울 가열(Joule heating)으로 이루어진다. Heating using a microwave (for example, a frequency of 300 MHz to 300 GHz) is performed by dielectric heating by dielectric loss which heats the object while energy is lost from the object to be heated, or induction current is generated in the object to be heated And Joule heating by an induction current which heats the object to be heated by a resistance component.

도 1은 도파관 내 피가열물을 가열하기 위한 종래의 마이크로웨이브 가열 방식을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional microwave heating method for heating the heating target object in the waveguide.

도 1의 (a)와 같이, 도파관 내의 판형 또는 필름 형태의 피가열물을 가열하기 위하여 마이크로웨이브를 도파관 내로 진행시키는 경우, 도면에서 z방향으로 진행하는 마이크로웨이브에 의해 피가열물은 유전 가열(dielectric heating) 또는 주울 가열(Joule heating) 방식으로 가열될 수 있다. 이때 도면에서 피가열물의 너비 방향이 z방향으로 놓여 있는 경우에, 피가열물의 두께(x방향)가 마이크로웨이브 파장에 비해 매우 작고, 도 1의 (b)와 같이 TE(transverse electric)모드인 경우 마이크로웨이브에 의해 y방향으로 발생하는 전기장은 일정 크기를 유지하는 것으로 가정될 수 있으며, 이에 따라 z방향의 마이크로웨이브 진행 상태에 따라 피가열물의 가열 균일도가 달라질 수 있다. 즉, 피가열물의 z방향 길이가 마이크로웨이브 파장의 ¼보다 커지면 z방향의 위치에 따라 피가열물의 가열이 균일하지 않게 되는 문제점이 있다. As shown in (a) of FIG. 1, when the microwave is advanced into the waveguide in order to heat the plate- or film-shaped object in the waveguide, the object to be heated is subjected to dielectric heating ( It may be heated by dielectric heating or Joule heating. At this time, when the width direction of the object to be heated in the z direction in the drawing, the thickness (x direction) of the object to be heated is very small compared to the microwave wavelength, and in the case of TE (transverse electric) mode as shown in (b) of FIG. The electric field generated in the y direction by the microwave may be assumed to maintain a constant size, and thus, the heating uniformity of the heated object may vary according to the microwave traveling state in the z direction. That is, when the z-direction length of the object to be heated is larger than ¼ of the microwave wavelength, there is a problem that heating of the object to be heated is not uniform depending on the position in the z direction.

도 2는 종래의 마이크로웨이브 가열 방식에서 도파관 내 피가열물의 마이크로웨이브 진행 방향 위치에 따른 전력 전달 분포를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the power distribution according to the microwave propagation direction position of the object to be heated in the waveguide in the conventional microwave heating method.

도 2의 (a)와 같이, 마이크로웨이브가 피가열물을 따라 진행할 때 피가열물의 위치에 따른 전력 손실 발생으로 마이크로웨이브 전력이 감쇠(attenuation)되고, 이에 따라 피가열물의 z방향 위치에 따른 전력 손실 차이에 의해 불균일 가열이 발생하는 문제점도 역시 존재한다. 특히, 도 2의 (b)와 같이, 마이크로웨이브 파장(예, 1.0mm~1.0m)이 피가열물의 크기(예, 4.3cm×5cm)보다 상당히 크지 않을 경우에 피가열물의 z방향 위치에 따라 마이크로웨이브 전력 손실 크기가 달라져 불균일 가열의 원인이 된다. As shown in (a) of FIG. 2, the microwave power is attenuated due to the generation of power loss according to the position of the heated object when the microwave proceeds along the heated object, and accordingly, the power according to the z-direction position of the heated object. There is also a problem in that non-uniform heating occurs due to the difference in losses. In particular, as shown in (b) of FIG. 2, when the microwave wavelength (eg, 1.0 mm to 1.0 m) is not significantly larger than the size of the object to be heated (eg, 4.3 cm × 5 cm), the position in the z direction of the object to be heated is changed. The magnitude of microwave power loss varies, causing non-uniform heating.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 진행파의 폭방향 경로를 제한하는 차단 근접(near-cutoff) 조건에 기초하여 도파관 내에서 마이크로웨이브 파장이 길어지도록 조절함으로써 피가열물을 균일하게 가열시킬 수 있을 뿐만 아니라, 피가열물을 따라 진행하는 마이크로웨이브의 감쇠(attenuation)된 전력이 다양한 형태로 동작하는 반사수단에 의한 반사파를 통해 일부 보상되어 피가열물을 더욱 균일하게 가열시킬 수 있는 마이크로웨이브 가열 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to adjust the microwave wavelength to be longer in a waveguide based on a near-cutoff condition that restricts a widthwise path of a traveling wave. In addition to heating the object to be heated uniformly, the attenuated power of the microwaves traveling along the object to be heated is partially compensated by reflected waves by reflecting means operating in various forms to further increase the object to be heated. It is to provide a microwave heating device capable of uniformly heating.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른, 마이크로웨이브를 이용한 가열 방법은, 도파관 내의 피가열물로 마이크로웨이브를 진행시키되, 고체 상태 물체로서 상기 도파관 내의 일정 공간을 점유하도록 구비된 파장 조절기에 의해 줄어든 마이크로웨이브의 진행 공간으로 마이크로웨이브를 진행시켜, 상기 줄어든 공간 상에 놓인 상기 피가열물을 가열하고, 상기 줄어든 공간으로 진행하는 상기 마이크로웨이브의 파장이 차단 근접 조건에 따라 상기 줄어든 공간으로 진입하기 전의 파장보다 일정 배수 이상으로 길어지는 효과를 이용하는 것을 특징으로 한다.First, to summarize the features of the present invention, in accordance with an aspect of the present invention for achieving the object of the present invention, a heating method using a microwave, while proceeding the microwave to the heated object in the waveguide, the solid state The microwaves are advanced to a traveling space of the microwaves reduced by a wavelength controller provided to occupy a predetermined space in the waveguide as an object to heat the heated object placed in the reduced space, and to proceed to the reduced space. It is characterized in that the effect of using the effect of the wavelength of the microwave is longer than a predetermined multiple than the wavelength before entering the reduced space according to the blocking proximity condition.

또한, 본 발명의 다른 일면에 따른, 마이크로웨이브 가열 장치는, 피가열물을 넣기 위한 도파관; 및 고체 상태 물체로서 상기 도파관 내의 일정 공간을 점유하도록 구비되는 파장 조절기를 포함하고, 상기 파장 조절기는, 상기 도파관의 길이 방향으로 진행하는 마이크로웨이브가 지나가는 폭방향 공간을 줄여주어 줄어든 공간으로 진행하는 상기 마이크로웨이브의 파장을 차단 근접 조건에 따라 일정 배수 이상으로 길게 해 줌으로써, 상기 줄어든 공간 상의 상기 피가열물을 가열하기 위한 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a microwave heating apparatus comprising: a waveguide for receiving an object to be heated; And a wavelength adjuster provided to occupy a predetermined space in the waveguide as a solid state object, wherein the wavelength adjuster reduces the widthwise space through which the microwave traveling in the longitudinal direction of the waveguide passes and proceeds to the reduced space. It is characterized in that for heating the heated object on the reduced space by lengthening the wavelength of the microwave by a predetermined multiple or more according to the blocking proximity condition.

상기 줄어든 공간 상에서 길어진 상기 마이크로웨이브의 파장에 의해 상기 피가열물의 위치별 가열 균일도를 높이기 위한 것이다.The wavelength of the microwave lengthened in the reduced space is to increase the positional uniformity of the heating object.

상기 파장 조절기에 의해 상기 줄어든 공간 상에서 상기 파장이 마이크로웨이브의 종류에 따라 1.0 ~ 100배 이상으로 길어지도록 할 수 있다.The wavelength may be increased by 1.0 to 100 times or more depending on the type of microwave in the reduced space by the wavelength controller.

마이크로웨이브의 반사를 줄이며 마이크로웨이브의 전달성을 높이기 위하여, 상기 파장 조절기는, 길이 방향 앞 또는 뒤에 폭방향 공간을 점차로 줄여주기 위한 경사진 면 형태의 매칭 영역을 포함한다.In order to reduce reflection of microwaves and enhance transmission of microwaves, the wavelength adjuster includes a matching area in the form of a sloped surface for gradually reducing the widthwise space in front of or behind the longitudinal direction.

상기 파장 조절기는, 측면에 부착된 위치 조절 수단을 포함하며, 수동으로 또는 기계적 장치를 이용해 상기 위치 조절 수단을 밀거나 당겨서 상기 파장 조절기를 폭방향으로 이동시킬 수 있다.The wavelength adjuster includes position adjustment means attached to the side surface, and the wavelength adjustor can be moved in the width direction by pushing or pulling the position adjustment means manually or by using a mechanical device.

반사판을 더 포함하고, 상기 줄어든 공간 상에서 나온 마이크로웨이브를 상기 반사판에서 반사시켜 상기 줄어든 공간 상의 상기 피가열물 쪽으로 다시 진행시킴으로써 상기 피가열물에서 위치별 마이크로웨이브 감쇠(attenuation) 전력의 차이를 보상하고 상기 피가열물의 위치별 가열 균일도를 높일 수 있다.And further comprising a reflector, reflecting the microwaves from the reduced space in the reflector to propagate back to the heated object in the reduced space to compensate for the difference in positional attenuation power in the heated object. It is possible to increase the heating uniformity for each position of the heated object.

상기 줄어든 공간 상에서 나온 마이크로웨이브를 상기 피가열물 쪽으로 반사시키기 위하여, 상기 피가열물을 가열하는 동안 정해진 거리를 앞뒤로 왕복 운동하는 반사판을 포함한다.And a reflecting plate reciprocating back and forth a predetermined distance while heating the heated object to reflect the microwaves on the reduced space toward the heated object.

상기 줄어든 공간 상에서 나온 마이크로웨이브를 상기 피가열물 쪽으로 반사시키기 위하여, 상기 피가열물을 가열하는 동안 정해진 각도에서 왕복 회전하는 반사판을 포함한다.And a reflecting plate that reciprocates at a predetermined angle while heating the heated object to reflect the microwaves on the reduced space toward the heated object.

상기 줄어든 공간 상에서 나온 마이크로웨이브를 상기 피가열물 쪽으로 반사시키기 위하여, 상기 피가열물을 가열하는 동안 360도 반복 회전하는 반사판을 포함한다.In order to reflect the microwaves from the reduced space toward the object to be heated, a reflector is rotated 360 degrees repeatedly while heating the object to be heated.

상기 반사판의 회전이나 이동에 따라 상기 피가열물과 상기 반사판의 해당 반사면 간의 거리의 증가와 감소가 반복되어 상기 피가열물에서의 마이크로웨이브의 평균적 세기가 균일해 질 수 있다.As the reflecting plate rotates or moves, the increase and decrease of the distance between the heated object and the corresponding reflecting surface of the reflecting plate may be repeated, so that the average intensity of the microwave in the heated object may be uniform.

상기 도파관 내부로 통하도록 형성된 입력슬릿과 출력슬릿을 포함하며, 수동으로 또는 기계적 장치를 이용해 상기 입력슬릿으로 상기 피가열물을 밀어넣고 상기 도파관 내에서 가열된 상기 피가열물을 상기 출력슬릿을 통해 배출할 수 있다.And an input slit and an output slit configured to communicate with the inside of the waveguide, and push the heated object into the input slit manually or using a mechanical device, and the heated object heated in the waveguide through the output slit. Can be discharged.

기계적 장치를 이용해 자동으로 롤(roll) 형태의 상기 피가열물을 상기 입력슬릿으로 일정 길이씩 밀어넣고 가열조건에 따라 일정 시간 동안 상기 도파관 내에서 가열한 상기 피가열물을 상기 출력슬릿을 통해 배출하는 방식으로 자동 작동할 수 있다.The object to be heated in the form of a roll is automatically pushed into the input slit by a predetermined length using a mechanical device and the object heated in the waveguide for a certain period of time is discharged through the output slit It can be operated automatically.

상기 마이크로웨이브의 자유공간 파장의 1/8 이하의 두께를 갖는 상기 피가열물을 가열하는데 이용될 수 있다.It can be used to heat the heated object having a thickness of 1/8 or less of the free-space wavelength of the microwave.

상기 피가열물은 기질에 코팅된 도전체를 포함하는 필름 형태로서 코팅된 상기 도전체의 부착성 향상을 위해 가열될 수 있다.The heated object may be heated in order to improve adhesion of the coated conductor in the form of a film including a conductor coated on a substrate.

상기 피가열물은 기질에 코팅된 도전체를 포함하는 필름 형태로서, 상기 도전체는 패턴된 라인들을 포함하거나 패턴된 라인들 없이 상기 기질 상에 코팅된 형태일 수 있다.The heated object is in the form of a film including a conductor coated on a substrate, and the conductor may be in the form of coated on the substrate with or without patterned lines.

상기 피가열물은 기질에 코팅된 도전체를 포함하는 필름 형태로서, 상기 도전체는 나노카본계 소재, 나노금속계 소재, 나노카본과 금속산화물의 하이브리드 소재 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The heated object is in the form of a film including a conductor coated on a substrate, and the conductor may be made of any one of a nanocarbon-based material, a nanometal-based material, and a hybrid material of nanocarbon and metal oxide.

상기 피가열물은 기질에 코팅된 도전체를 포함하는 필름 형태로서, 상기 기질은 폴리에스터계 고분자, 폴리카보네이트계 고분자, 폴리에테르설폰계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 고분자 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The heated object is in the form of a film including a conductor coated on a substrate, and the substrate may be formed of any one of a polyester-based polymer, a polycarbonate-based polymer, a polyethersulfone-based polymer, an acrylic-based polymer, and a polyethylene terephthalate-based polymer. have.

그리고, 본 발명의 또 다른 일면에 따른, 마이크로웨이브 가열 장치는, 길이 방향으로 진행하는 마이크로웨이브가 지나가는 폭방향 공간을 줄여주기 위해 한쪽 벽에 돌출 부분을 가지며, 상기 돌출 부분과 반대쪽 벽 사이의 파장 조절 공간 내에 피가열물을 넣기 위한 도파관을 포함하되, 상기 파장 조절 공간으로 진행하는 상기 마이크로웨이브의 파장이 차단 근접 조건에 따라 일정 배수 이상으로 길어지는 효과를 이용해 상기 피가열물을 가열하기 위한 것을 특징으로 한다.And, according to another aspect of the present invention, the microwave heating device has a protrusion on one wall to reduce the width space in which the microwave traveling in the longitudinal direction passes, the wavelength between the protrusion and the opposite wall And a waveguide for placing the heated object in the adjusting space, wherein the wavelength of the microwave traveling to the wavelength adjusting space is heated to a predetermined multiple or more according to the blocking proximity condition. It features.

여기서도, 마이크로웨이브의 반사를 줄이며 마이크로웨이브의 전달성을 높이기 위하여, 상기 돌출 부분은 길이 방향 앞 또는 뒤에 폭방향 공간을 점차로 줄여주기 위한 경사진 면 형태의 매칭 영역을 포함할 수 있다.Here, in order to reduce the reflection of the microwave and increase the transmittance of the microwave, the protruding portion may include a matching area in the form of an inclined plane to gradually reduce the width space in front of or behind the longitudinal direction.

본 발명에 따른 마이크로웨이브 가열 장치는, 진행파의 폭방향 경로를 제한하는 차단 근접(near-cutoff) 조건에 기초하여 도파관 내에서 마이크로웨이브 파장이 길어지도록 조절함으로써 피가열물을 균일하게 가열시킬 수 있다. 또한, 피가열물을 따라 진행하는 마이크로웨이브의 감쇠(attenuation)된 전력이 다양한 형태로 동작하는 반사수단에 의한 반사파를 통해 일부 보상되어 피가열물을 더욱 균일하게 가열시킬 수 있다.The microwave heating apparatus according to the present invention can uniformly heat the object to be heated by adjusting the microwave wavelength to be long in the wave guide based on the near-cutoff condition limiting the widthwise path of the traveling wave . In addition, the attenuated power of the microwave traveling along the heated object is partially compensated by the reflected wave by the reflecting means operating in various forms, thereby heating the heated object more uniformly.

도 1은 도파관 내 피가열물을 가열하기 위한 종래의 마이크로웨이브 가열 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 마이크로웨이브 가열 방식에서 도파관 내 피가열물의 마이크로웨이브 진행 방향 위치에 따른 전력 전달 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 진행파의 폭방향 경로를 제한하는 차단 근접 조건의 도파관을 갖는 마이크로웨이브 가열장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 차단 근접 조건의 개념을 설명하기 위하여 도파관의 폭방향 길이에 대한 도파관 내 마이크로웨이브 파장 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도파관의 폭방향 길이, 도파관 내 마이크로웨이브 파장, 피가열물의 폭과 관련된 피가열물에서의 전력 손실 균일도를 설명하기 위한 시뮬레이션 분석 결과 도면이다.
도 6은 도 3의 반사판의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 3의 파장 조절기, 반사판, 피가열물 이송을 위한 슬릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 3의 반사판의 동작 형태를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional microwave heating method for heating the heating target object in the waveguide.
2 is a view for explaining the power distribution according to the microwave propagation direction position of the object to be heated in the waveguide in the conventional microwave heating method.
FIG. 3 is a view for explaining a microwave heating apparatus having a waveguide in a blocking proximity condition for limiting a widthwise path of a traveling wave according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the microwave wavelength change in the waveguide with respect to the widthwise length of the waveguide in order to explain the concept of the blocking proximity condition.
5 is a simulation analysis result diagram for explaining the power loss uniformity in the heated object related to the width direction of the waveguide, the microwave wavelength in the waveguide, and the width of the heated object.
6 is a view for explaining the effect of the reflector of FIG.
FIG. 7 is a view illustrating a slit for transporting a wavelength controller, a reflector, and a heated object of FIG. 3.
FIG. 8 is a diagram for describing an operation form of the reflector of FIG. 3.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 진행파의 폭방향 경로를 제한하는 차단 근접 조건의 도파관을 갖는 마이크로웨이브 가열장치를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a microwave heating apparatus having a waveguide in a close proximity condition to limit the width path of the traveling wave in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로웨이브 가열장치는, 피가열물을 넣기 위한 도파관(10)과 도파관(10) 내에 구비되는 파장 조절기(11)를 포함하며, 반사판(12)이 더 포함될 수 있다. 도파관(10)은 도면에 도시한 바와 같이 진행방향에 수직하게 자른 단면이 직사각형 형태이고 그 내부로 마이크로웨이브가 진행될 수 있도록 속이 비어 있는 형태로서, 금속 등의 재질로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 3, the microwave heating apparatus according to an embodiment of the present invention includes a waveguide 10 and a wavelength regulator 11 provided in the waveguide 10 for placing a heated object, and the reflector plate 12. ) May be further included. As shown in the drawing, the waveguide 10 has a rectangular cross section cut perpendicular to the traveling direction and is hollow so that microwaves can proceed therein. The waveguide 10 may be made of a material such as metal.

본 발명의 일실시예에 따른 마이크로웨이브 가열장치는, 도파관(10) 내로 마이크로웨이브(예, 주파수 300MHz ~ 300GHz, 또는 파장 1.0mm~1.0m)를 길이 방향(z방향)으로 진행시켜 도파관(10) 내의 피가열물을 가열하기 위한 것으로서, 파장 조절기(11)가 도파관(10) 내의 일정 공간을 점유하도록 구비되어 있어서, 하기하는 바와 같은 차단 근접(near-cutoff) 조건에 따라 파장 조절기(11)에 의해 줄어든 마이크로웨이브의 진행 공간(22)으로 마이크로웨이브가 지나갈 때, 줄어든 공간(22)으로 진입하기 전의 파장보다 마이크로웨이브의 파장이 길어지는 효과를 이용하여, 마이크로웨이브가 지나가는 해당 줄어든 공간(22) 상에 놓인 피가열물이 길이방향(z 방향) 위치별로 균일하게 가열되도록 가열 균일도를 높이도록 하였다. The microwave heating apparatus according to an embodiment of the present invention is a microwave heating apparatus that advances microwave (for example, a frequency of 300 MHz to 300 GHz or a wavelength of 1.0 mm to 1.0 m) in a longitudinal direction (z direction) into a waveguide 10, And the wavelength adjuster 11 is provided to occupy a certain space in the waveguide 10 so that the wavelength adjuster 11 can be adjusted according to the near-cutoff condition as described below. By using the effect that the wavelength of the microwave becomes longer than the wavelength before entering the reduced space 22 when the microwave passes through the microwave propagation space 22 reduced by the microwave propagation path 22 ) Was heated uniformly in the longitudinal direction (z direction) so as to uniformly heat the object to be heated.

도 4는 차단 근접 조건의 개념을 설명하기 위하여 도파관의 폭방향(x방향) 길이(a)에 대한 도파관 내 마이크로웨이브 파장 변화를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the microwave wavelength change in the waveguide with respect to the width direction (x direction) length (a) of the waveguide in order to explain the concept of the blocking proximity condition.

예를 들어, 도 4와 같이 도파관의 높이(b)를 입사되는 마이크로웨이브 파장 이상의 일정 높이로 한 상태에서 도파관(10)의 폭방향 길이(a)를 줄이면서 일정 마이크로웨이브(예, 주파수 2.45GHz)를 도파관 내로 진행시킬 때, 도파관의 폭방향 길이(a)가 작아짐에 따라 아래 [수학식]과 같이 도파관 내에서 진행하는 마이크로웨이브(예, 주파수 2.45GHz)의 파장은 점점 길어진다. 여기서, λ0 는 자유 공간에서의 마이크로웨이브 파장, λg 는 단면이 직사각형인 도파관 내에서 TE10 모드로 진행하는 마이크로웨이브 파장이다. For example, while reducing the width (a) of the waveguide 10 in the width direction a of the waveguide 10 in a state where the height b of the waveguide is set to a predetermined height equal to or larger than the incident microwave wavelength as shown in FIG. ), The wavelength of the microwave (e.g., frequency 2.45 GHz) that proceeds in the waveguide becomes longer as the widthwise length a of the waveguide decreases. Here, λ 0 is the microwave wavelength in free space, and λ g is the microwave wavelength traveling in TE 10 mode in a waveguide having a rectangular cross section.

[수학식][Mathematical Expression]

Figure 112012038076719-pat00001
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예를 들어, 도파관 내로 진행시키는 마이크로웨이브의 주파수가 2.45GHz일 때, λ0 는 12.2cm이며, a=109.2mm(예, WR430 도파관 규격) 일때 λg=147.8mm이고, a=61.6mm 일때 λg=1110.7mm이다. 즉, 도파관의 폭방향 길이(a)를 작게 하여 차단 근접(near-cutoff) 조건에서 도파관 내 마이크로웨이브 파장을 1.0 ~ 100배 이상으로 길어지게 할 수 있다. 도파관의 폭방향 길이(a)를 마이크로웨이브 자유공간 파장의 절반으로 무한히 작게 하는 경우 이론상 도파관 내의 마이크로웨이브의 파장도 무한히 길어져 마이크로웨이브에 의한 전력 전달이 차단(cutoff)되므로, 적절한 전력 전달이 가능한 차단 근접(near-cutoff) 조건을 위와 같이 마이크로웨이브의 종류에 따라 그 파장이 1.0 ~ 100배 정도되는 영역으로 하는 것이 바람직하다. 경우에 따라서는 마이크로웨이브 파장이 100배 이상으로 길어지는 차단 근접(near-cutoff) 조건 범위가 사용될 수도 있다.For example, when the frequency of the microwave traveling into the waveguide is 2.45 GHz, λ 0 is 12.2 cm, λ g = 147.8 mm when a = 109.2 mm (e.g., WR430 waveguide specifications), and λ when a = 61.6 mm g = 1110.7 mm. That is, the length (a) in the width direction of the waveguide can be made small, and the microwave wavelength in the waveguide can be made 1.0 to 100 times or more longer in the near-cutoff condition. If the width (a) of the waveguide in the width direction is made infinitely small as a half of the microwave free space wavelength, the wave length of the microwave in the waveguide is theoretically too long to cut off the power transmission by the microwave, It is preferable to set the near-cutoff condition such that the wavelength ranges from 1.0 to 100 times depending on the type of the microwave. In some cases, a near-cutoff condition range in which the microwave wavelength is more than 100 times longer may be used.

이와 같은 원리를 이용하기 위하여, 본 발명의 파장 조절기(11)가 도파관(10) 내의 일정 공간을 점유하도록 도파관(10) 내에 구비되며, 고체 상태 물체(예, 금속 등의 재질)로 이루어진 파장 조절기(11)는, 도 1과 같이, 마이크로웨이브가 지나가는 폭방향(x방향) 공간을 줄여주며, 이에 따라 줄어든 공간(22)으로 진행하는 마이크로웨이브의 파장을 위와 같은 차단 근접(near-cutoff) 원리에 의해 길게 해 줄 수 있다. 이에 따라 피가열물의 z 방향 길이보다 마이크로웨이브 파장의 ¼ 을 더 길게 할 수 있으므로, 피가열물의 길이방향(z 방향) 위치별로 균일하게 가열되도록 가열 균일도를 높일 수 있다. 도 5와 같이, 일정 도파관(10)의 폭방향 길이(a), 도파관(10) 내 마이크로웨이브 파장(λg)에 대하여 피가열물의 z방향 폭(Film Width)을 변화(예, 75~150mm)시켜서 피가열물에서의 전력 손실 균일도를 시뮬레이션 분석한 결과, 각 피가열물(Film)에서 길이방향(z 방향) 위치별 전력 손실의 변화량이 10% 이내로서 균일한 특성을 나타내는 결과에서도 위와 같이 피가열물이 균일하게 가열될 수 있음이 확인된다.In order to utilize this principle, the wavelength adjuster 11 of the present invention is provided in the waveguide 10 so as to occupy a certain space in the waveguide 10, and a wavelength adjuster 11 made of a solid-state object (for example, The microlens 11 reduces the space in the width direction (x direction) through which the microwaves pass, and the wavelength of the microwave advancing to the reduced space 22 is reduced by the near-cutoff principle as described above. Can be extended by. Accordingly, since the length of the microwave wavelength can be made longer than the length in the z direction of the object to be heated, the heating uniformity can be increased so as to uniformly heat the object in the longitudinal direction (z direction). As shown in FIG. 5, the width in the z-direction (Film Width) of the object to be heated is changed with respect to the width direction a of the predetermined waveguide 10 and the microwave wavelength λ g in the waveguide 10 (eg, 75 to 150 mm). As a result of simulation analysis of the power loss uniformity in the heated object, the variation in power loss by the longitudinal direction (z direction) in each heated object is within 10%. It is confirmed that the object to be heated can be heated uniformly.

한편, 파장 조절기(11)는, 도 1과 같이, 길이 방향(z 방향) 앞 또는 뒤에 경사진 면 형태의 매칭 영역(21, 23)을 포함하도록 제작될 수 있다. 즉, 파장 조절기(11)가 단순히 직육면체 형태로 만들어지는 경우에 마이크로웨이브가 파장 조절기(11)의 해당 진입쪽 면(길이 방향(z 방향) 앞쪽면)에서 반사될 수 있고 이에 따라 마이크로웨이브가 줄어든 공간(22)으로 전달되는데 방해가 될 수 있다. 또한, 반사판(12)에서 반사되는 마이크로웨이브도 위와 같이 파장 조절기(11)의 길이 방향(z 방향) 뒤쪽면에서 마찬가지이다. 따라서, 파장 조절기(11)에 길이 방향(z 방향) 앞 또는 뒤에 폭방향 공간을 점차로 줄여주기 위한 경사진 면 형태의 매칭 영역(21, 23)이 포함되도록 함으로써, 도파관(10) 입구쪽에서 입사되거나 반사판(12)에서 반사되어 나오는 마이크로웨이브의 반사를 줄이며 마이크로웨이브의 전달성을 높일 수 있게 된다. Meanwhile, the wavelength regulator 11 may be manufactured to include matching regions 21 and 23 having inclined surfaces before or after the longitudinal direction (z direction), as shown in FIG. 1. That is, in the case where the wavelength adjuster 11 is simply formed in a rectangular parallelepiped shape, the microwave can be reflected on the corresponding entrance side (front side in the longitudinal direction (z direction)) of the wavelength adjuster 11, It may be disturbed to be transmitted to the space 22. In addition, the microwaves reflected by the reflector 12 are the same in the longitudinal direction (z-direction) rear surface of the wavelength regulator 11 as above. Accordingly, the wavelength regulator 11 includes an inclined plane-shaped matching regions 21 and 23 to gradually reduce the widthwise space before or after the longitudinal direction (z direction), thereby being incident from the waveguide 10 inlet side. It is possible to reduce the reflection of the microwaves reflected from the reflector 12 and to increase the transmittance of the microwaves.

한편, 위에서 기술한 바와 같은, 파장 조절기(11)는 도파관(10)의 내벽 일부로서 도파관(10)과 일체화되어 구성되는 형태가 될 수도 있다. 즉, 도파관(10)의 한쪽 벽에 파장 조절기(11) 모양의 돌출 부분을 가지도록 설계될 수 있으며, 이에 따라 해당 돌출 부분과 반대쪽 벽 사이의 공간(파장 조절 공간) 내에 피가열물을 넣고 가열할 수도 있다. 이와 같은 파장 조절 공간은 위에서 기술한 바와 같은 파장 조절기(11)에 의해 폭방향으로 줄어든 공간(22)의 역할을 하게 되고, 위에서 기술한 바와 같은 차단 근접(near-cutoff) 조건에 따라 해당 파장 조절 공간에서는 마이크로웨이브의 파장이 길어지는 효과를 발휘할 수 있다. 이때에도 역시 도파관(10)을 진행하는 마이크로웨이브의 반사를 줄이며 마이크로웨이브의 전달성을 높이기 위하여, 일체화되어 구성된 도파관(10)의 해당 돌출 부분은 파장 조절기(11)의 매칭 영역(21, 23)과 유사한 형태로 길이 방향 앞 또는 뒤에 폭방향 공간을 점차로 줄여주기 위한 경사진 면 형태의 매칭 영역을 포함할 수 있다.On the other hand, as described above, the wavelength regulator 11 may be of a type that is integrally formed with the waveguide 10 as part of the inner wall of the waveguide 10. That is, it may be designed to have a protrusion having a shape of the wavelength regulator 11 on one wall of the waveguide 10, and thus, the object to be heated is placed in a space (wavelength control space) between the protrusion and the opposite wall. You may. Such a wavelength adjusting space serves as a space 22 reduced in the width direction by the wavelength adjuster 11 as described above. The wavelength adjusting space can be adjusted in accordance with the near-cutoff condition as described above, In the space, the effect of increasing the wavelength of the microwave can be exhibited. In this case, too, in order to reduce the reflection of the microwave traveling through the waveguide 10 and to increase the transmittance of the microwave, the corresponding protruding portion of the integrated waveguide 10 is formed by matching regions 21 and 23 of the wavelength regulator 11. It may include a matching area in the form of an inclined plane to gradually reduce the width space in front of or behind the longitudinal direction in the form similar to.

도 6은 도 3의 반사판(12)의 효과를 설명하기 위한 도면이다. 반사판(12)은 반사수단의 재질은 금속이나 일정 유전율을 갖는 유전체일 수 있고, 판형이나 막대, 블록 등의 형태로 제작될 수 있다. 이와 같은 반사판(12)은 위와 같이 파장 조절기(11)에 의해 줄어든 공간(22) 상에서 나온 마이크로웨이브를 반사시켜 줄어든 공간(22) 상의 피가열물 쪽으로 다시 진행시키는 역할을 한다. 이에 따라 피가열물에서 위치별 마이크로웨이브의 감쇠(attenuation) 전력 차이가 보상되어 피가열물의 위치별 가열 균일도를 높일 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이, 도파관(10) 입구쪽에서 입사되는 마이크로웨이브가 피가열물 쪽으로 진행하여 피가열물을 가열하면서 길이 방향(z 방향) 위치에 따라 전력 손실로 인해 점차로 보유한 전력이 감소되므로(도 6에서 Incident Power), 반사판(12)에 의해 마이크로웨이브를 반사시키면 반사된 마이크로웨이브가 피가열물을 다시 지나가면서 피가열물에서 다시 전력 손실이 이루어짐으로써(도 6에서 Reflected Power), 입사된 마이크로웨이브의 전력손실과 반사된 마이크로웨이브의 전력손실의 합은 피가열물에 대해 길이 방향(z 방향) 위치에 따라 비슷하거나 일정하게 할 수 있다(도 6에서 Resultant Power Loss). 따라서, 피가열물의 위치별 가열 정도의 차이가 없어져 균일 가열이 되도록 할 수 있다.FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the reflector 12 of FIG. 3. The reflective plate 12 may be made of a metal or a dielectric having a constant dielectric constant, and may be manufactured in the form of a plate, a rod, or a block. Such a reflector 12 serves to reflect the microwaves emitted from the space 22 reduced by the wavelength controller 11 and propagate toward the heated object on the reduced space 22 as described above. Accordingly, the difference in the attenuation power of the microwaves for each position in the object to be heated can be compensated, thereby increasing heating uniformity for each position of the object to be heated. For example, as shown in FIG. 6, while the microwave incident from the inlet of the waveguide 10 proceeds toward the object to be heated, the power held by the power loss gradually decreases according to the longitudinal direction (z direction) while heating the object. (Incident Power in FIG. 6), when the microwaves are reflected by the reflector 12, the reflected microwaves pass through the object again and lose power again in the object (Reflected Power in FIG. 6). The sum of the power losses of the incident microwaves and the reflected microwaves can be similar or constant depending on the longitudinal (z direction) position with respect to the object to be heated (Resultant Power Loss in FIG. 6). Therefore, the difference in the degree of heating for each position of the to-be-heated object can be eliminated, so that uniform heating can be achieved.

도 7은 도 3의 파장 조절기(11), 반사판(12), 피가열물 이송을 위한 슬릿(15)을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a view for explaining the wavelength adjuster 11, the reflector 12, and the slit 15 for transferring a heated object of FIG. 3.

위와 같은 파장 조절기(11)는 도파관(10) 내에 고정 배치될 수도 있지만, 도 7과 같이 파장 조절기(11) 한쪽 측면에 부착되어 도파관(10) 외부로 돌출되는 위치 조절 수단(16)을 포함할 수 있고, 이를 이용해 마이크로웨이브가 지나가는 공간(22)의 폭방향 길이(a)를 조절할 수 있다. 예를 들어, 수동으로 또는 기계적 장치(모터 등)를 이용해 위치 조절 수단(16)을 밀거나 당겨서 파장 조절기(11)를 도파관(10) 내에서 폭방향(x방향)으로 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 마이크로웨이브가 지나가는 공간(22)을 늘리거나 줄여서 거기서의 마이크로웨이브 파장이 차단 근접(near-cutoff) 조건 범위의 어떤 적절한 파장값을 갖도록 맞출 수 있다. 이때 파장 조절기(11)는 도파관(10) 내벽으로부터 폭방향(x방향)으로 일정 거리까지만 이동될 수 있으며, 이때 도파관(10) 내벽과 파장 조절기(11) 사이의 벌어진 틈(공간)이 생길 수 있으나, 그 틈의 거리가 마이크로웨이브 파장의 1/2 이하이면 그 틈으로 마이크로웨이브가 지나갈 염려는 없다.Although the wavelength adjuster 11 as described above may be fixedly disposed in the waveguide 10, as shown in FIG. 7, the wavelength adjuster 11 may be attached to one side of the wavelength adjuster 11 and include a position adjusting means 16 protruding outside the waveguide 10. And it can be used to adjust the width (a) in the width direction of the space 22 through which the microwave passes. For example, the wavelength regulator 11 can be moved in the width direction (x direction) within the waveguide 10 by pushing or pulling the position adjusting means 16 manually or by using a mechanical device (such as a motor). Thus, the microwave 22 passes or decreases the space 22 through which it can be tailored to have any suitable wavelength value within the range of near-cutoff conditions. At this time, the wavelength adjuster 11 can be moved only to a certain distance in the width direction (x direction) from the inner wall of the waveguide 10, and a gap (space) between the inner wall of the waveguide 10 and the wavelength adjustor 11 However, if the distance of the gap is 1/2 or less of the microwave wavelength, there is no fear that the microwave will pass through the gap.

한편, 위에서도 기술한 바와 같은 반사판(12)은 마이크로웨이브가 지나가는 공간(22) 상에서 피가열물을 거쳐 나온 마이크로웨이브를 피가열물 쪽으로 반사시키기 위하여, 파장 조절기(11)로부터 길이 방향(z 방향)으로 일정거리 떨어진 위치에 고정 배치될 수도 있지만, 도 7과 같이 마이크로웨이브를 이용하여 피가열물을 가열하는 동안 판형 등의 반사판(12)이 길이 방향(z 방향)으로 정해진 거리를 앞뒤로 왕복 운동하는 형태로 동작할 수 있다. 기계적 장치(모터 등)를 이용해 도파관(10) 내의 일정 가이드 라인(레일 등)을 따라 반사판(12)이 반복적으로 정해진 거리를 앞뒤로 왕복 운동하도록 할 수 있으며, 이에 따라 반사된 마이크로웨이브가 피가열물로 입사되는 세기를 평균적으로 균일하게 할 수 있어서 더욱 더 피가열물의 위치별 가열 정도의 차이가 없어져 더욱 더 균일 가열이 되도록 할 수 있다.On the other hand, the reflector 12 as described above, in the longitudinal direction (z direction) from the wavelength adjuster 11 in order to reflect the microwaves passing through the object to be heated on the space 22 through which the microwave passes. Although it may be fixedly positioned at a predetermined distance away from each other, as shown in FIG. 7, the reflecting plate 12, such as a plate, reciprocates back and forth a predetermined distance in the longitudinal direction (z direction) while heating the heated object using a microwave. It can work in the form. A mechanical device (such as a motor) may be used to cause the reflector 12 to reciprocate back and forth a predetermined distance repeatedly along a certain guide line (rail, etc.) in the waveguide 10, whereby the reflected microwaves may be heated. Since the intensity of the incident light can be made uniform on average, the difference in the degree of heating for each of the heated objects can be eliminated.

이외에도 반사판(12)은 도 8과 같이 고정된 위치에서 소정 회전 중심을 축으로 하여 회전하는 형태로 동작할 수도 있으며 이를 위하여 기계적 장치(모터 등)를 이용해 회전 중심축을 회전시킬 수 있다. In addition, the reflective plate 12 may operate in a form of rotating around a predetermined rotation center at a fixed position as shown in FIG. 8, and for this purpose, the rotation center axis may be rotated using a mechanical device (motor, etc.).

예를 들어, 마이크로웨이브를 이용하여 피가열물을 가열하는 동안 막대, 블록 등 형태의 반사판(12)이 정해진 각도에서 왕복 회전하도록 하여 피가열물과 반사판(12)의 해당 반사면 간의 거리의 증가와 감소가 반복되도록 함으로써, 반사된 마이크로웨이브가 피가열물로 입사되는 세기를 평균적으로 균일하게 할 수 있다. 이와 같이 반사판(12)이 정해진 일정 각도(예, 30도, 60도 등)에서 왕복 회전하도록 동작할 수도 있지만, 이에 한정되지 않으며 반복적으로 360도를 완전히 회전하도록 동작시킬 수도 있다. For example, while heating the object to be heated using microwaves, the reflection plate 12 in the form of a rod, a block, or the like is reciprocally rotated at a predetermined angle, thereby increasing the distance between the object to be heated and the corresponding reflection surface of the reflection plate 12. By repeating and reduction, the intensity of the reflected microwaves incident on the heated object can be made uniform. As described above, the reflector 12 may be operated to reciprocate at a predetermined angle (eg, 30 degrees, 60 degrees, etc.), but is not limited thereto and may be repeatedly operated to rotate 360 degrees completely.

한편, 도 7과 같이, 도파관(10)에는 내부로 통하도록 형성된 슬릿(15)이 포함될 수 있고, 슬릿(15)을 통하여 필름 또는 쉬트 형태의 피가열물을 밀어넣거나 빼낼 수 있다. 예를 들어, 도면에는 표시하지 않았지만, 도파관(10) 상부면에 형성된 슬릿(15)(입력 슬릿) 이외에 그 반대쪽면에도 출력슬릿을 형성할 수 있다. 즉, 수동으로 또는 기계적 장치를 이용해 상기 입력슬릿으로 피가열물을 밀어넣고 도파관(10) 내에서 가열된 피가열물을 상기 출력슬릿을 통해 배출되도록 할 수 있다. 예를 들어, 필름 또는 쉬트 형태의 피가열물을 롤(roll) 형태로 준비하고, 기계적 장치(예, 모터 등)를 이용해 자동으로 롤(roll) 형태의 피가열물을 상기 입력슬릿으로 일정 길이씩 밀어넣고 가열조건에 따라 일정 시간 동안 도파관(10) 내에서 가열이 끝나면, 가열된 부분만큼 피가열물을 상기 출력슬릿을 통해 배출하는 방식으로 자동 작동하도록 할 수 있다. On the other hand, as shown in Figure 7, the waveguide 10 may include a slit 15 formed to pass through the inside, through the slit 15 can be pushed in or pulled out the heated object in the form of a film or sheet. For example, although not shown in the drawing, an output slit may be formed on the opposite surface in addition to the slit 15 (input slit) formed on the upper surface of the waveguide 10. That is, the object to be heated may be pushed into the input slit manually or by using a mechanical device, and the heated object heated in the waveguide 10 may be discharged through the output slit. For example, a film or sheet to be heated in the form of a roll is prepared, and a roll to be heated in a form of a mechanical device (for example, a motor, etc.) to the input slit for a predetermined length. When the heating is finished in the waveguide 10 for a predetermined time depending on the heating conditions, the heating target can be automatically operated by discharging the heated object through the output slit as much as the heated portion.

위에서 기술한 바와 같은 피가열물은 물, 종이, 음식, 유전체 등 유전 손실이나 주울 열에 의해 가열될 수 있는 다양한 종류의 가열 대상체일 수 있다. 특히, 피가열물은 x 방향 두께가 작게 한 경우에 위와 같은 차단 근접(near-cutoff) 조건에 따른 마이크로웨이브의 파장이 길어지는 이점을 효과적으로 발휘할 수 있으므로, 피가열물의 두께를 마이크로웨이브의 자유공간 파장(λ0)의 1/8 이하로 하는 것이 바람직하다. The heated object as described above may be various kinds of heating objects that can be heated by dielectric loss or joule heat such as water, paper, food, and dielectric. Particularly, since the object to be heated can effectively exhibit the advantage that the wavelength of the microwave is lengthened according to the near-cutoff condition when the thickness in the x direction is small, It is preferable to set it to 1/8 or less of the wavelength? 0 .

예를 들어, 피가열물은 기질(substrate)에 코팅된 도전체를 포함하는 필름 형태로서 코팅된 상기 도전체의 부착성 향상을 위해 가열하기 위하여 위와 같은 마이크로웨이브 가열 장치가 사용될 수 있다. 이때의 기질(substrate)은 폴리에스터계 고분자, 폴리카보네이트계 고분자, 폴리에테르설폰계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 고분자 중 어느 하나일 수 있다. 위와 같은 도전체는 나노카본계 소재, 나노금속계 소재, 나노카본과 금속산화물의 하이브리드 소재 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 위와 같은 도전체는 패턴된 라인들 없이 기질(substrate) 전면에 코팅된 형태일 수도 있고, 경우에 따라서는 FPC(Flexible Printed Circuit)의 금속 패턴과 같이 기질(substrate) 상에 패턴된 라인들이 코팅된 형태일 수도 있다.For example, the microwave heating device as described above may be used to heat the object to be heated in order to improve adhesion of the coated conductor in the form of a film including a conductor coated on a substrate. The substrate may be any one of a polyester-based polymer, a polycarbonate-based polymer, a polyether sulfone-based polymer, an acrylic polymer, and a polyethylene terephthalate-based polymer. The above conductor may be made of any one of a nano carbon material, a nano metal material, a hybrid material of nano carbon and a metal oxide, and the above conductor may be coated on the substrate without patterned lines. In some cases, the patterned lines may be coated on a substrate, such as a metal pattern of a flexible printed circuit (FPC).

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

Claims (20)

도파관 내의 피가열물로 마이크로웨이브를 진행시키되,
고체 상태 물체로서 상기 도파관 내의 일정 공간을 점유하도록 구비된 파장 조절기에 의해 상기 도파관 내의 줄어든 공간으로 마이크로웨이브를 진행시켜, 상기 도파관 내의 줄어든 공간에 놓인 상기 피가열물을 가열하고,
상기 도파관 내의 줄어든 공간으로 진행하는 상기 마이크로웨이브의 파장이 차단 근접 조건에 따라 해당 공간으로 진입하기 전의 파장보다 일정 배수 이상으로 길어지는 효과를 이용하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 가열 방법.Microwave is carried out with the heated object in the waveguide,
The microwaves are directed to a reduced space in the waveguide by a wavelength regulator provided to occupy a predetermined space in the waveguide as a solid state object, thereby heating the heated object placed in the reduced space in the waveguide,
And the wavelength of the microwaves traveling to the reduced space in the waveguide is longer than a wavelength before entering the space according to the blocking proximity condition. 피가열물을 넣기 위한 도파관; 및
고체 상태 물체로서 상기 도파관 내의 일정 공간을 점유하도록 구비되는 파장 조절기를 포함하고,
상기 파장 조절기는, 상기 도파관의 길이 방향으로 진행하는 마이크로웨이브가 지나가는 폭방향 공간을 줄여주어 상기 도파관 내의 해당 줄어든 공간으로 진행하는 상기 마이크로웨이브의 파장을 차단 근접 조건에 따라 일정 배수 이상으로 길게 해 줌으로써, 상기 줄어든 공간 상의 상기 피가열물을 가열하기 위한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.Waveguides for placing the heating object; And
And a wavelength adjuster provided to occupy a certain space in the waveguide as a solid state object,
The wavelength adjuster reduces the widthwise space through which the microwave traveling in the longitudinal direction of the waveguide passes and lengthens the wavelength of the microwave traveling to the corresponding reduced space in the waveguide by a predetermined multiple or more according to the blocking proximity condition. And heating the heated object on the reduced space. 제2항에 있어서,
상기 줄어든 공간 상에서 길어진 상기 마이크로웨이브의 파장에 의해 상기 피가열물의 위치별 가열 균일도를 높이기 위한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
Microwave heating device, characterized in that for increasing the heating uniformity for each position of the heating object by the wavelength of the microwave lengthened on the reduced space. 제2항에 있어서,
상기 파장 조절기에 의해 상기 줄어든 공간 상에서 상기 파장이 마이크로웨이브의 종류에 따라 1.0 ~ 100배로 길어지도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
The microwave heating device characterized in that the wavelength is increased by 1.0 to 100 times in accordance with the type of the microwave in the reduced space by the wavelength regulator. 제2항에 있어서,
마이크로웨이브의 반사를 줄이며 마이크로웨이브의 전달성을 높이기 위하여, 상기 파장 조절기는, 길이 방향 앞 또는 뒤에 폭방향 공간을 점차로 줄여주기 위한 경사진 면 형태의 매칭 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
In order to reduce the reflection of the microwaves and to increase the transmittance of the microwaves, the wavelength regulator comprises a matching region in the form of an inclined plane to gradually reduce the width space in front of or behind the longitudinal direction. Device. 제2항에 있어서,
상기 파장 조절기는, 측면에 부착된 위치 조절 수단을 포함하며,
수동으로 또는 기계적 장치를 이용해 상기 위치 조절 수단을 밀거나 당겨서 상기 파장 조절기를 폭방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
The wavelength adjuster includes position adjustment means attached to the side surface,
Wherein the position adjusting means is pushed or pulled manually or by using a mechanical device to move the wavelength adjuster in the width direction. 제2항에 있어서,
반사판을 더 포함하고,
상기 줄어든 공간 상에서 나온 마이크로웨이브를 상기 반사판에서 반사시켜 상기 줄어든 공간 상의 상기 피가열물 쪽으로 다시 진행시킴으로써 상기 피가열물에서 마이크로웨이브 감쇠(attenuation) 전력의 차이를 보상하고 상기 피가열물의 위치별 가열 균일도를 높이기 위한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
Further includes a reflector,
By reflecting the microwaves on the reduced space from the reflecting plate and propagating back to the heated object on the reduced space, the difference in microwave attenuation power in the heated object is compensated and the heating uniformity of the heated object by position is compensated. Microwave heating device, characterized in that to increase the. 제2항에 있어서,
상기 줄어든 공간 상에서 나온 마이크로웨이브를 상기 피가열물 쪽으로 반사시키기 위하여, 상기 피가열물을 가열하는 동안 정해진 거리를 앞뒤로 왕복 운동하는 반사판
을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
Reflector plate reciprocating back and forth a predetermined distance while heating the heated object to reflect microwaves from the reduced space toward the heated object
Microwave heating device comprising a. 제2항에 있어서,
상기 줄어든 공간 상에서 나온 마이크로웨이브를 상기 피가열물 쪽으로 반사시키기 위하여, 상기 피가열물을 가열하는 동안 정해진 각도에서 왕복 회전하는 반사판
을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
Reflector plate reciprocating at a predetermined angle while heating the heated object to reflect the microwaves from the reduced space toward the heated object
Microwave heating device comprising a. 제2항에 있어서,
상기 줄어든 공간 상에서 나온 마이크로웨이브를 상기 피가열물 쪽으로 반사시키기 위하여, 상기 피가열물을 가열하는 동안 360도 반복 회전하는 반사판
을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
Reflector that rotates 360 degrees repeatedly while heating the heated object to reflect microwaves from the reduced space toward the heated object
Microwave heating device comprising a. 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 반사판의 회전에 따라 상기 피가열물과 상기 반사판의 해당 반사면 간의 거리의 증가와 감소가 반복되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.11. The method according to claim 9 or 10,
And increasing and decreasing the distance between the object to be heated and the corresponding reflecting surface of the reflecting plate as the reflecting plate rotates. 제2항에 있어서,
상기 도파관 내부로 통하도록 형성된 입력슬릿과 출력슬릿을 포함하며,
수동으로 또는 기계적 장치를 이용해 상기 입력슬릿으로 상기 피가열물을 밀어넣고 상기 도파관 내에서 가열된 상기 피가열물을 상기 출력슬릿을 통해 배출하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
An input slit and an output slit formed to pass into the waveguide,
Wherein the object to be heated is pushed into the input slit manually or by using a mechanical device, and the object heated in the waveguide is discharged through the output slit. 제12항에 있어서,
기계적 장치를 이용해 자동으로 롤(roll) 형태의 상기 피가열물을 상기 입력슬릿으로 일정 길이씩 밀어넣고 가열조건에 따라 일정 시간 동안 상기 도파관 내에서 가열한 상기 피가열물을 상기 출력슬릿을 통해 배출하는 방식으로 자동 작동하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.The method of claim 12,
The object to be heated in the form of a roll is automatically pushed into the input slit by a predetermined length using a mechanical device and the object heated in the waveguide for a certain period of time is discharged through the output slit Wherein the microwave heating device is automatically operated in such a manner that the microwave heating device is automatically operated. 제2항에 있어서,
상기 마이크로웨이브의 자유공간 파장의 1/8 이하의 두께를 갖는 상기 피가열물을 가열하기 위한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
And a microwave heating device for heating the heated object having a thickness of 1/8 or less of the wavelength of the free space of the microwave. 제2항에 있어서,
상기 피가열물은 기질에 코팅된 도전체를 포함하는 필름 형태로서 코팅된 상기 도전체의 부착성 향상을 위해 가열하기 위한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
The heating element is a microwave heating device, characterized in that for heating to improve the adhesion of the coated conductor in the form of a film comprising a conductor coated on a substrate. 제2항에 있어서,
상기 피가열물은 기질에 코팅된 도전체를 포함하는 필름 형태로서, 상기 도전체는 패턴된 라인들을 포함하거나 패턴된 라인들 없이 상기 기질 상에 코팅된 형태인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the heated object is in the form of a film comprising a conductor coated on a substrate, wherein the conductor is in the form of coated on the substrate with or without patterned lines. 제2항에 있어서,
상기 피가열물은 기질에 코팅된 도전체를 포함하는 필름 형태로서, 상기 도전체는 나노카본계 소재, 나노금속계 소재, 나노카본과 금속산화물의 하이브리드 소재 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
The heated object is a film including a conductor coated on a substrate, the conductor is a microwave heating device, characterized in that made of any one of a nano carbon material, nano metal material, a hybrid material of nano carbon and metal oxide . 제2항에 있어서,
상기 피가열물은 기질에 코팅된 도전체를 포함하는 필름 형태로서, 상기 기질은 폴리에스터계 고분자, 폴리카보네이트계 고분자, 폴리에테르설폰계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 고분자 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.3. The method of claim 2,
The heated material is in the form of a film including a conductor coated on a substrate, wherein the substrate is made of any one of a polyester polymer, a polycarbonate polymer, a polyether sulfone polymer, an acrylic polymer, and a polyethylene terephthalate polymer. Microwave heating device characterized in that. 길이 방향으로 진행하는 마이크로웨이브가 지나가는 폭방향 공간을 줄여주기 위해 한쪽 벽에 돌출 부분을 가지며, 상기 돌출 부분과 반대쪽 벽 사이의 파장 조절 공간 내에 피가열물을 넣기 위한 도파관을 포함하되,
상기 도파관 내의 상기 파장 조절 공간으로 진행하는 상기 마이크로웨이브의 파장이 차단 근접 조건에 따라 일정 배수 이상으로 길어지는 효과를 이용해 상기 피가열물을 가열하기 위한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.A waveguide having a protruding portion on one wall for reducing a widthwise space through which a microwave advancing in a longitudinal direction passes and for inserting an object to be heated into a wavelength adjusting space between the protruding portion and the opposite wall,
And a microwave heating device for heating the heated object by using an effect in which the wavelength of the microwave traveling to the wavelength control space in the waveguide is extended by a predetermined multiple or more according to a close proximity condition. 제19항에 있어서,
마이크로웨이브의 반사를 줄이며 마이크로웨이브의 전달성을 높이기 위하여, 상기 돌출 부분은 길이 방향 앞 또는 뒤에 폭방향 공간을 점차로 줄여주기 위한 경사진 면 형태의 매칭 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열 장치.20. The method of claim 19,
Characterized in that in order to reduce the reflection of the microwave and to improve the transmission of the microwave, the protruding part comprises a matching area in the form of a sloped surface for gradually reducing the width space before or after the longitudinal direction .
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