KR102060424B1 - 강화된 마이크로웨이브 가열 시스템들 및 그 사용 방법들 - Google Patents

Abstract

복수의 물품들을 가열하는 강화된 마이크로웨이브 가열 시스템들 및 그 사용 방법들이 제공된다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 가열 시스템은 하나 이상의 마이크로웨이브 론처들에 의해 방출되는 마이크로웨이브 에너지를 사용하는 하나 이상의 운반 라인들을 따라 그것을 통해 전달되는 물품들을 가열하도록 구성되는 가압 또는 액체 충전 가열 챔버를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 마이크로웨이브 가열 시스템들 및 프로세스들은 상품 크기 가열 시스템에 적용가능할 수 있고 식품들, 의료 유체들, 및 의료 디바이스들의 저온 살균 및/또는 살균을 위해 이용될 수 있다.

Description

강화된 마이크로웨이브 가열 시스템들 및 그 사용 방법들{ENHANCED MICROWAVE HEATING SYSTEMS AND METHODS OF USING THE SAME}

본 발명은 하나 이상의 객체들, 물품들, 및/또는 로드들을 가열하는 마이크로웨이브 시스템들에 관한 것이다.

마이크로웨이브 방사와 같은 전자기 방사는 객체에 에너지를 전달하는 공지된 메커니즘이다. 신속하고 효과적인 방식으로 객체를 관통시키고 가열하는 전자기 방사의 능력은 많은 화학 및 산업 프로세스들에서 유리하다는 것이 증명되고 있다. 신속하고 완전히 객체를 가열하는 그것의 능력 때문에, 마이크로웨이브 에너지는 예를 들어 저온 살균 및/또는 살균 프로세스들과 같은 미리 정해진 최소 온도의 신속한 달성이 요구되는 가열 프로세스들에서 이용되고 있다. 게다가, 마이크로웨이브 에너지는 일반적으로 비침습적이기 때문에, 마이크로웨이브 가열은 특히 음식 및 의약품과 같은 '민감한' 유전체 재료들을 가열하는데 유용하다. 그러나, 지금까지, 안전하고 효과적으로 마이크로웨이브 에너지를 적용하는 복잡성 및 뉴앙스는 특히 상업적 규모에서, 산업화 프로세스들 중 수개의 타입들에서 그것의 적용을 심각하게 제한하고 있다.

따라서, 다양한 프로세서들 및 응용들에서 사용하기에 적절한 효율적이며, 일관적이고, 비용 효율적인 산업적 규모의 마이크로웨이브 가열 시스템에 대한 필요가 존재한다.

본 발명의 일 실시예는 복수의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 시스템에 관한 것이다. 시스템은 물품들을 수용하도록 구성된 마이크로웨이브 챔버 및 물품들을 마이크로웨이브 챔버를 통과하는 운반 축을 따라 수송하는 운반 시스템을 포함한다. 시스템은 또한 마이크로웨이브 에너지를 제 1 중심 론치 축을 따라 마이크로웨이브 챔버로 전파하도록 구성된 제 1 마이크로웨이브 론처를 포함하며, 적어도 2°의 제 1 론치 경사 각도는 제 1 중심 론치 축과 운반 축에 수직인 평면 사이에 정의된다.

본 발명의 다른 실시예는 복수의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 시스템에 관한 것이다. 시스템은 물품들을 수용하도록 구성된 마이크로웨이브 챔버 및 물품들을 마이크로웨이브 챔버를 통과하는 운반 축을 따라 수송하는 운반 시스템을 포함한다. 시스템은 또한 마이크로웨이브 에너지를 마이크로웨이브 챔버로 방출하는 적어도 하나의 론치 개구부를 정의하는 제 1 마이크로웨이브 론처; 및 마이크로웨이브 챔버와 론치 개구부 사이에 배치된 실질적인 마이크로웨이브를 통과시키는 윈도우(microwave-transparent window)를 포함한다. 윈도우는 마이크로웨이브 챔버의 일부를 정의하는 챔버 측 표면을 제공하고 윈도우의 챔버 측 표면에 대한 전체 표면적의 적어도 50 퍼센트는 수평으로부터 적어도 2°의 각도로 배향된다.

본 발명의 또 다른 실시예는 마이크로웨이브 가열 시스템에서 복수의 물품들을 가열하는 프로세스에 관한 것이며, 프로세스는 (a) 복수의 물품들을 마이크로웨이브 가열 챔버를 통해 운반 시스템에 의해 전달하는 단계로서, 마이크로웨이브 가열 챔버는 액체 매체로 적어도 부분적으로 충전되는 단계; (b) 하나 이상의 마이크로웨이브 생성기들을 사용하여 마이크로웨이브 에너지를 생성하는 단계; (c) 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 적어도 하나의 마이크로웨이브 론처를 통해 마이크로웨이브 챔버로 도입하는 단계로서, 마이크로웨이브 챔버로 도입되는 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부는 적어도 2°의 론치 경사 각도로 방출되는 단계; 및 (d) 그 안에 방출된 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 사용하여 마이크로웨이브 가열 챔버에서 물품들을 가열하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예는 복수의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 시스템에 관한 것이다. 시스템은 지배적 파장(λ)을 마이크로웨이브 에너지를 생성하는 마이크로웨이브 생성기, 물품들을 운반 축을 따라 운반하는 운반 시스템, 및 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 운반 시스템에 의해 운반되는 물품들을 향해 론칭하는 제 1 마이크로웨이브 론처을 포함한다. 제 1 마이크로웨이브 론처는 폭(W₁) 및 깊이(D₁)를 갖는 적어도 하나의 론치 개구부를 정의하며, W₁은 D₁보다 더 크고, D₁은 0.625 λ 이하이다.

본 발명의 다른 실시예는 복수의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 시스템에 관한 것이다. 시스템은 지배적 파장(λ)을 갖는 마이크로웨이브 에너지를 생성하는 마이크로웨이브 생성기, 물품들을 수용하도록 구성된 마이크로웨이브 챔버, 및 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 마이크로웨이브 생성기로부터 마이크로웨이브 챔버로 지향시키는 마이크로웨이브 분배 시스템을 포함한다. 마이크로웨이브 분배 시스템은 제 1 마이크로웨이브 론처를 포함한다. 제 1 마이크로웨이브 론처는 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 수용하는 마이크로웨이브 입구 및 마이크로웨이브 에너지를 마이크로웨이브 챔버로 방출하는 적어도 하나의 론치 개구부를 정의한다. 마이크로웨이브 입구는 깊이(d₀)를 갖고 론치 개구부는 깊이(d₁)를 갖는다. d₀는 d₁보다 더 크다.

본 발명의 또 다른 실시예는 복수의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 시스템에 관한 것이다. 시스템은 물품들을 수용하도록 구성된 마이크로웨이브 챔버, 물품들을 마이크로웨이브 챔버를 통과하는 운반 축을 따라 수송하는 운반 시스템, 및 마이크로웨이브 입구 및 마이크로웨이브 에너지를 마이크로웨이브 챔버로 방출하도록 구성된 2개 이상의 론치 개구부들을 정의하는 제 1 마이크로웨이브 론처를 포함한다. 인접 론치 개구부들의 중심 지점들은 운반 축에 대해 서로 측방으로 이격된다.

본 발명의 일 실시예는 파장(λ)을 갖는 마이크로웨이브 에너지를 수용하는 마이크로웨이브 입구, 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 방출하는 적어도 하나의 론치 개구부, 및 마이크로웨이브 경로를 그들 사이에 정의하는 한 쌍의 대향 론처 단부 벽들 및 한 쌍의 대향 론처 측벽들을 포함하는 마이크로웨이브 론처에 관한 것이다. 마이크로웨이브 경로는 마이크로웨이브 에너지의 전달을 마이크로웨이브 입구로부터 론치 개구부로 허용하도록 구성된다. 론처는 또한 쌍의 단부 벽들에 각각 결합되고 이 단부 벽들로부터 내부로 확장되는 한 쌍의 유도성 아이리스 패널들을 포함한다. 유도성 아이리스 패널들 각각은 마이크로웨이브 입구로부터 론치 개구부로 라우팅되는 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부가 전달할 수 있는 유도성 아이리스를 그들 사이에 정의하기 위해 마이크로웨이브 경로로 부분적으로 확장된다.

본 발명의 다른 실시예는 복수의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 시스템에 관한 것이다. 시스템은 파장(λ)을 갖는 마이크로웨이브 에너지를 생성하는 마이크로웨이브 생성기, 물품들을 수용하도록 구성된 마이크로웨이브 챔버, 물품들을 마이크로웨이브 챔버를 통과하는 운반 축을 따라 운반하는 운반 시스템, 및 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 마이크로웨이브 생성기로부터 마이크로웨이브 챔버로 지향시키는 마이크로웨이브 분배 시스템을 포함한다. 마이크로웨이브 분배 시스템은 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 2개 이상의 분리 부분들로 분할하는 제 1 마이크로웨이브 스플리터 및 마이크로웨이브 입구 및 마이크로웨이브 에너지를 마이크로웨이브 챔버로 방출하는 적어도 하나의 론치 개구부를 각각 정의하는 적어도 한 쌍의 마이크로웨이브 론처들을 포함한다. 마이크로웨이브 분배 시스템은 제 1 마이크로웨이브 스플리터와 마이크로웨이브 론처들 중 하나의 론치 개구부 사이에 배치된 제 1 유도성 아이리스를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 마이크로웨이브 가열 시스템에서 복수의 물품들을 가열하는 프로세스에 관한 것이며, 프로세스는 (a) 복수의 물품들을 마이크로웨이브 가열 챔버를 통해 운반 시스템의 하나 이상의 운반 라인들을 따라 전달하는 단계; (b) 하나 이상의 마이크로웨이브 생성기들을 사용하여 마이크로웨이브 에너지를 생성하는 단계; (c) 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 2개 이상의 분리 부분들로 분리하는 단계; (d) 마이크로웨이브 에너지의 일부들을 2개 이상의 마이크로웨이브 론처들을 통해 마이크로웨이브 가열 챔버로 방출하는 단계; (e) 분할 단계 (c) 후에 그리고 및 방출 단계 (d) 전에, 마이크로웨이브 에너지의 일부들 중 적어도 하나를 제 1 유도성 아이리스를 통해 전달하는 단계; 및 (f) 그 안에 방출된 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 사용하여 마이크로웨이브 가열 챔버에서 물품들을 가열하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예는 마이크로웨이브 가열 시스템을 제어하는 방법에 관한 것이며, 방법은 (a) 하나 이상의 마이크로웨이브 생성기들을 사용하여 마이크로웨이브 에너지를 생성하는 단계; (b) 복수의 물품들을 물 충전 마이크로웨이브 챔버를 통해 운반 시스템에 의해 전달하는 단계; (c) 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 하나 이상의 마이크로웨이브 론처들을 통해 마이크로웨이브 챔버로 지향시키는 것에 의해 물품들의 적어도 일부를 가열하는 단계; (d) 단계들 (a) 내지 (c)의 적어도 일부 동안, 하나 이상의 마이크로웨이브 시스템 파라미터들에 대한 값을 결정하는 것에 의해 적어도 하나의 결정된 파라미터 값을 제공하는 단계; (e) 차이를 결정하기 위해 결정된 파라미터 값을 대응하는 타겟 파라미터 값과 비교하는 단계; 및 (f) 차이에 기초하여, 마이크로웨이브 가열 시스템에 대해 조치를 취하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 마이크로웨이브 시스템 파라미터들은 순 마이크로웨이브 전력, 마이크로웨이브 챔버 내의 물의 온도, 마이크로웨이브 챔버를 통한 물의 흐름 속도, 및 운반 시스템 속도로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.

본 발명의 다른 실시예는 마이크로웨이브 가열 시스템을 제어하는 방법에 관한 것이며, 방법은 (a) 적어도 하나의 마이크로웨이브 생성기에 의해 마이크로웨이브 에너지를 생성하는 단계; (b) 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 제 1 도파로 세그먼트를 통해 전달하는 단계; (c) 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 제 1 도파로 세그먼트로부터 적어도 하나의 마이크로웨이브 론처를 통해 마이크로웨이브 챔버로 방출시키는 것에 의해 복수의 물품들을 가열하는 단계; (d) 제 1 쌍의 방향성 결합기들을 사용하여 마이크로웨이브 론처로부터 방출된 순 전력에 대한 제 1 값을 결정하는 단계; (e) 제 2 쌍의 방향성 결합기들을 사용하여 마이크로웨이브 론처로부터 방출된 순 전력에 대한 제 2 값을 결정하는 단계로서, 제 1 및 제 2 쌍들의 방향성 결합기들은 서로 독립적인 단계; (f) 제 1 차이를 결정하기 위해 제 1 값 및 제 2 값을 비교하는 단계; 및 (g) 차이가 미리 결정된 양보다 더 클 때 마이크로웨이브 가열 시스템에 대해 조치를 취하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예는 마이크로웨이브 가열 시스템에 사용되는 가변 위상 단락 회로 디바이스에 관한 것이다. 디바이스는 제 1 실질적 직사각형 개구부를 정의하는 고정 단면 및 하우징 및 하우징에 수용되는 복수의 이격된 실질적 평행 플레이트들을 포함한 회전가능 단면을 포함한다. 하우징은 대향 제 1 및 제 2 단부를 포함하고 제 1 단부는 고정 단면의 제 1 개구부에 인접한 제 2 개구부를 정의한다. 플레이트들 각각은 하우징의 제 2 단부에 결합되고 제 1 및 제 2 개구부들을 향해 전체적으로 확장된다. 회전가능 단면은 제 1 및 제 2 개구부들을 통해 확장되는 회전 축 상에서 고정 단면에 대해 회전되도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시예는 마이크로웨이브 가열 시스템에서 복수의 물품들을 가열하는 방법에 관한 것이며, 방법은 (a) 물품들을 마이크로웨이브 챔버의 가열 구역을 통해 운반 시스템에 의해 전달하는 단계로서, 물품들 각각은 물품 체류 시간(τ) 동안 가열 구역 내에서 유지되는 단계; (b) 마이크로웨이브 에너지를 하나 이상의 마이크로웨이브 생성기들에 의해 생성되는 단계; (c) 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 마이크로웨이브 에너지의 위상을 위상 시프팅 레이트(t)로 주기적으로 시프트시키도록 구성된 위상 시프팅 디바이스를 통해 전달하는 단계; (d) 위상 시프팅 디바이스를 나가는 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 적어도 하나의 마이크로웨이브 론처를 통해 가열 구역으로 방출하는 단계; 및 (e) 가열 구역 내의 물품들을 그 안에 방출된 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부로 가열하는 단계를 포함하며, 물품 체류 시간 대 위상 시프팅 레이트(τ:t)의 비율은 적어도 4:1이다.

본 발명의 일 실시예는 복수의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 시스템에 관한 것이다. 시스템은 마이크로웨이브 에너지를 생성하는 적어도 하나의 마이크로웨이브 생성기, 마이크로웨이브 챔버, 물품들을 마이크로웨이브 챔버를 통해 운반하는 운반 시스템, 및 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 마이크로웨이브 생성기로부터 마이크로웨이브 챔버로 지향시키는 마이크로웨이브 분배 시스템을 포함한다. 마이크로웨이브 분배 시스템은 마이크로웨이브 에너지를 적어도 3개의 분리 부분들로 분할하는 적어도 3개의 마이크로웨이브 할당 디바이스들을 포함한다. 마이크로웨이브 분배 시스템은 마이크로웨이브 에너지의 분리 부분들을 마이크로웨이브 챔버로 방출하는 적어도 3개의 마이크로웨이브 론처들을 더 포함한다. 마이크로웨이브 할당 디바이스들 각각은 미리 결정된 전력 비율에 따라 마이크로웨이브 에너지를 분할하도록 구성되며, 마이크로웨이브 할당 디바이스들 중 적어도 하나에 대한 미리 결정된 전력 비율은 1:1이 아니다.

본 발명의 다른 실시예는 마이크로웨이브 에너지를 사용하여 복수의 물품들을 가열하는 프로세스에 관한 것이며, 프로세스는 (a) 마이크로웨이브 전력의 초기 양을 마이크로웨이브 분배 매니폴드로 도입하는 단계; (b) 마이크로웨이브 전력의 초기 양을 제 1 론치 마이크로웨이브 부분 및 제 1 분배 마이크로웨이브 부분으로 분할하기 위해 마이크로웨이브 분배 매니폴드를 사용하는 단계, 제 1 론치 마이크로웨이브 부분 대 제 1 분배 마이크로웨이브 부분의 전력 비율은 1:1이 아닌 단계; (c) 제 1 분배 마이크로웨이브 부분을 제 2 론치 마이크로웨이브 부분 및 제 2 분배 마이크로웨이브 부분으로 분할하기 위해 마이크로웨이브 분배 매니폴드를 사용하는 단계; (d) 제 1 론치 마이크로웨이브 부분을 제 1 마이크로웨이브 론처를 통해 마이크로웨이브 가열 챔버로 도입하는 단계; 및 (e) 제 2 론치 마이크로웨이브 부분을 제 2 마이크로웨이브 론처를 통해 마이크로웨이브 가열 챔버로 도입하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예는 마이크로웨이브 가열 시스템에서 복수의 물품들을 가열하는 연속 프로세스에 관한 것이며, 연속 프로세스는 (a) 열중성자화 구역(thermalization zone)에서 물품들을 열중성자화시키는 단계로서, 그에 의해 실질적인 균일 온도를 갖는 복수의 열중성자화된 물품들을 제공하는, 상기 열중성화시키는 단계; (b) 마이크로웨이브 가열 구역에서 열중성자화된 물품들을 가열하는 단계로서, 그에 의해 각각의 물품의 평균 온도를 적어도 50℃만큼 증가시키는 단계로서, 가열의 적어도 일부는 분당 적어도 25℃의 가열 레이트로 수행되는, 상기 가열하는 단계; 및 (c) 급랭 구역에서 가열된 물품들을 냉각하는 단계를 포함한다. 물품들은 하나 이상의 운반 시스템들을 통하여 열중성자화 구역, 마이크로웨이브 가열 구역, 급랭 구역 각각을 통과하여 지나가고, 마이크로웨이브 가열 시스템은 운반 라인당 분당 적어도 20 패키지들의 총 생산 레이트를 갖는다.

본 발명의 다른 실시예는 복수의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 시스템에 관한 것이다. 시스템은 물품들을 실질적인 균일 온도로 열중성자화시키는 열중성자화 챔버, 열중성자화 챔버의 하류에 배치되어 열중성자화된 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 가열 챔버, 및 마이크로웨이브 가열 챔버의 하류에 배치되어 가열된 물품들을 더 낮은 온도로 냉각시키는 급랭 챔버를 포함한다. 마이크로웨이브 가열 챔버는 분당 적어도 25℃의 가열 레이트로 적어도 50℃만큼 물품들의 평균 온도를 증가시키도록 구성된다. 시스템은 물품들을 열중성자화 챔버, 마이크로웨이브 가열 챔버, 및 급랭 챔버를 통해 수송하도록 구성된 적어도 하나의 운반 시스템을 포함한다. 마이크로웨이브 시스템은 운반 라인당 분당 적어도 20 패키지들의 총 생산 레이트를 달성하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예는 마이크로웨이브 가열 시스템에서 복수의 물품들을 가열하는 프로세스에 관한 것이며, 프로세스는 (a) 물품들을 가압 마이크로웨이브 챔버를 통해 운반 시스템에 의해 전달하는 단계로서, 마이크로웨이브 챔버는 액체 매체로 적어도 부분적으로 충전되는 단계; (b) 마이크로웨이브 에너지를 하나 이상의 마이크로웨이브 생성기들을 통해 생성하는 단계; (c) 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 하나 이상의 마이크로웨이브 론처들을 통해 마이크로웨이브 챔버로 도입하는 단계; (d) 그 안에 도입된 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 사용하여 마이크로웨이브 챔버에서 물품들을 가열하는 단계; 및 (e) 가열 단계 (d)의 적어도 일부 동안, 마이크로웨이브 챔버 내에서 액체 매체의 적어도 일부를 교반시키는 단계로서, 복수의 유체 제트들을 마이크로웨이브 챔버 내의 다수의 위치들에서 물품들을 향해 방출하는 단계를 포함하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예는 마이크로웨이브 가열 시스템에서 복수의 물품들을 가열하는 프로세스에 관한 것이며, 프로세스는 (a) 열중성자화 챔버 액체 매체로 적어도 부분적으로 충전된 열중성자화 매체에서 물품들을 열중성자화시키는 단계로서, 그에에 의해 실질적인 균일 온도를 갖는 열중성자화된 물품들을 생성하는, 상기 열중성자화시키는 단계; 및 (b) 마이크로웨이브 챔버에서 열중성자화된 물품들을 가열하는 단계를 포함한다. 열중성자화 단계 (a)는 액체 매체의 복수의 제트들을 열중성자화 챔버 내의 다수의 위치들에서 물품들을 향해 방출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예는 대향 밀봉 표면들을 제공하고 밀봉 표면들 사이에 게이트 수용 공간을 정의하는 한 쌍의 이격된 고정 부재들로서, 고정 부재들 각각은 밀봉 표면들 중 하나에 의해 제한되는 플로 스루 개구부를 정의하고, 플로 스루 개구부들은 서로 실질적으로 정렬되는 한 쌍의 이격된 고정 부재들; 및 게이트 어셈블리가 플로 스루 개구부들을 실질적으로 차단하는 폐쇄 위치와 게이트 어셈블리가 플로 스루 개구부들을 실질적으로 차단하지 않는 개방 위치 사이의 게이트 수용 공간 내에서 시프트가능한 게이트 어셈블리를 포함하는 로킹 게이트 디바이스에 관한 것이다. 게이트 어셈블리는 한 쌍의 이격된 밀봉 플레이트들 및 밀봉 플레이트들 사이에 배치된 구동 부재를 포함하고, 게이트 어셈블리가 폐쇄 위치에 있을 때 구동 부재는 수축 위치와 확장 위치 사이에서 밀봉 플레이트들에 대해 시프트가능하다. 게이트 어셈블리는 밀봉 플레이트들 사이에 배치된 적어도 한 쌍의 베어링들을 더 포함하며, 수축 위치로부터 확장 위치로 구동 부재의 시프팅은 베어링들이 밀봉 플레이트들을 서로 떨어져서 그리고 밀봉 플레이트들이 대향 밀봉 표면들과 맞물리는 밀봉 위치로 밀어 넣게 하고, 확장 위치로부터 수축 위치로 구동 부재의 시프팅은 밀봉 플레이트들이 서로를 향해 그리고 밀봉 플레이트들이 대향 밀봉 표면들로부터 분리되는 밀봉되지 않은 위치로 수축되는 것을 허용한다.

본 발명의 다른 실시예는 가압 시스템 내에서 하나 이상의 물품들을 이동시키는 방법에 관한 것이며, 방법은 (a) 하나 이상의 물품들을 제 1 가압 프로세스 구역으로부터 플로 스루 개구부를 통해 제 2 가압 프로세스 구역으로 전달하는 단계; (b) 한 쌍의 가동 플레이트들을 개구부로 시프트시키는 단계; (c) 플레이트들을 서로 떨어져서 이동시키는 것에 의해 개구부를 적어도 부분적으로 정의하는 한 쌍의 대향 밀봉 표면들에 대해 플레이트들을 밀봉하는 단계로서, 쌍의 밀봉된 플레이트들은 서로로부터 제 1 및 제 2 프로세스 구역들을 실질적으로 분리하는 단계; (d) 쌍의 밀봉된 플레이트들에 걸쳐 적어도 15 psig의 압력 차이를 생성하는 단계; (e) 쌍의 밀봉된 플레이트들에 걸쳐 압력을 동등화시키기 위해 제 1 및 제 2 프로세스 구역들 중 적어도 하나를 감압하는 단계; (f) 플레이트들을 서로를 향해 이동시키는 것에 의해 밀봉 표면들로부터 플레이트들을 미봉하지 않는 단계; (g) 개구부로부터 쌍의 플레이트들을 시프트시키는 단계; 및 (h) 물품들을 다시 제 2 프로세스 구역으로부터 플로 스루 개구부를 통해 제 1 프로세스 구역으로 제거하고/하거나 새로운 물품을 플로 스루 개구부를 통해 제 2 프로세스 구역으로 삽입하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예는 복수의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 가열 시스템에 관한 것이다. 시스템은 액체 충전 열중성자화 챔버, 열중성자화 챔버보다 더 높은 압력에서 동작하도록 구성된 액체 충전 마이크로웨이브 챔버, 및 열중성자화 챔버와 마이크로웨이브 챔버 사이에 배치된 압력 로크 시스템을 포함한다. 압력 로크 시스템은 압력 조정 챔버, 제 1 로킹 게이트 밸브, 및 제 2 로킹 게이트 밸브를 포함하고, 제 1 로킹 게이트 밸브는 열중성자화 챔버와 압력 조정 챔버 사이에 결합되고, 제 2 로킹 게이트 밸브는 압력 조정 챔버와 마이크로웨이브 챔버 사이에 결합된다.

본 발명의 다른 실시예는 마이크로웨이브 가열 시스템에서 복수의 물품들을 가열하는 프로세스에 관한 것이며, 프로세스는 (a) 복수의 물품들을 액체 충전 열중성자화 구역을 통과시키는 단계로서, 그에 의해 복수의 열중성자화된 물품들을 제공하는, 상기 열중성자화 구역을 통과시키는 단계; (b) 열중성자화된 물품들의 적어도 일부를 압력 조정 구역으로 도입하는 단계로서, 압력 조정 구역은 제 1 및 제 2 로킹 게이트 밸브 사이에 적어도 부분적으로 정의되고, 제 1 로킹 게이트 밸브들은 도입의 적어도 일부 동안 제 1 개방 위치에 있는 단계; (c) 열중성자화된 물품들이 압력 조정 구역으로 도입된 후에, 제 1 로킹 게이트 밸브를 제 1 개방 위치로부터 제 1 폐쇄 위치로 시프트시키는 것에 의해 열중성자화 구역으로부터 압력 조정 구역을 실질적으로 분리하는 단계; (d) 물품들이 압력 조정 구역으로부터 액체 충전 마이크로웨이브 가열 구역으로 이송되는 것을 허용하기 위해 제 2 로킹 게이트 밸브를 제 2 폐쇄 위치로부터 제 2 개방 위치로 시프트시키는 단계; 및 (e) 물품들이 압력 조정 구역으로부터 제거된 후에, 제 2 로킹 게이트 밸브를 다시 제 2 개방 위치로부터 제 2 폐쇄 위치로 시프트시키는 것에 의해 마이크로웨이브 가열 구역으로부터 압력 조정 구역을 재분리하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예는 복수의 물품들을 가열하는 방법에 관한 것이며, 방법은 (a) 50 입방 피트 미만의 전체 내부 볼륨을 갖는 물 충전된 소규모 마이크로웨이브 챔버를 통해 제 1 테스트 물품을 운반하는 동안 소규모 마이크로웨이브 가열 시스템에서 제 1 테스트 물품을 가열하는 단계로서, 가열 단계 (a)의 적어도 일부는 마이크로웨이브 에너지를 사용하여 달성되는 단계; (b) 가열 단계 (a)에 기초하여 제 1 규정 가열 프로파일을 결정하는 단계로서, 규정 가열 프로파일은 챔버로 방출된 순 전력, 순차 마이크로웨이브 전력 분배, 마이크로웨이브 챔버 내의 물의 평균 온도, 마이크로웨이브 챔버 내의 물의 흐름 속도, 및 마이크로웨이브 챔버 내의 물품의 체류 시간으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 마이크로웨이브 시스템 파라미터들에 대한 적어도 하나의 값을 포함하는 단계; 및 (c) 적어도 250 입방 피트의 전체 내부 볼륨을 갖는 물 충전된 대규모 마이크로웨이브 챔버를 통해 제 1 상업 물품들을 운반하는 동안 대규모 마이크로웨이브 가열 시스템에서 복수의 제 1 상업 물품들을 가열하는 단계로서, 가열 단계 (c)의 적어도 일부는 마이크로웨이브 에너지를 사용하여 달성되고, 제 1 상업 물품들 각각은 제 1 테스트 물품과 실질적으로 유사한 크기 및 조성이고, 가열 단계 (c)는 단계 (b)에서 결정되는 제 1 규정 가열 프로파일에 따라 제어되는 단계를 포함한다.

도 1a는 열중성자화 구역, 마이크로웨이브 가열 구역, 선택적 유지 구역, 급랭 구역, 및 한 쌍의 압력 조정 구역들을 포함하는 시스템을 특히 예시하는, 하나 이상의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 가열 시스템의 일 실시예를 도시하는 프로세스 흐름도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시에에 따라 구성된 마이크로웨이브 가열 시스템(10)의 개략도이며, 특히 마이크로웨이브 가열 시스템(10)의 구역들 각각은 도 1a에 제공된 도면에 나타낸다.
도 2a는 나란한 구성으로 배열된 한 쌍의 운반 라인들을 포함하는 운반 시스템을 특히 예시하는, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 프로세스 용기의 단면 개략 단부도이다.
도 2b는 용기를 통해 확장되는 운반 축에 대해 운반 라인들의 측방 이격 배열을 특히 예시하는, 도 2a에 도시된 프로세스 용기의 개략 평면 절개도이다.
도 2c는 적층 구성으로 배열된 한 쌍의 운반 라인들을 포함하는 운반 시스템을 특히 예시하는, 본 발명의 다른 실시예에 따라 구성된 다른 프로세스 용기의 단면 개략 단부도이다.
도 2d는 용기를 통해 확장되는 운반 축에 대해 운반 라인들의 수직 이격 배열을 특히 예시하는, 도 2c에 도시된 프로세스 용기의 개략 측면 절개도이다.
도 3은 액체 충전 프로세스 용기를 통해 가열되는 물품들을 고정하고 수송하도록 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어의 사시도이다.
도 4a는 캐리어 이송 시스템을 사용하여 하나 이상의 물품들을 열중성자화 구역으로부터 가열 시스템의 마이크로웨이브 가열 구역으로 수송하도록 구성된 압력 조정 구역을 포함하는 마이크로웨이브 가열 시스템의 일 실시예의 부분 측면 절개도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 것과 유사한 압력 조정 구역을 포함하는 마이크로웨이브 가열 시스템의 다른 실시예의 부분 측면 절개도이지만, 압력 조정 구역 내에 거의 전적으로 배치된 캐리어 이송 시스템을 특히 예시한다.
도 4c는 도 4a 및 도 4b에 도시된 것들과 유사한 압력 조정 구역의 부분 개략도이지만, 물품들을 열중성자화 구역으로부터 마이크로웨이브 가열 구역으로 이동시키는 캐리어 이송 시스템의 다른 실시예를 예시한다.
도 4d는 도 4a 및 도 4b에 도시된 것들과 유사한 압력 조정 구역의 부분 개략도이지만, 물품들을 열중성자화 구역으로부터 마이크로웨이브 가열 구역으로 이동시키는 캐리어 이송 시스템의 또 다른 실시예를 예시한다.
도 5a는 개방 위치에서 게이트 어셈블리를 특히 도시하는, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 로킹 게이트 디바이스의 부분 측면 절개도이다.
도 5b는 수축 위치에서의 밀봉 플레이트들을 갖는 폐쇄 위치에서의 게이트 어셈블리를 특히 도시하는, 도 5a에 도시된 로킹 게이트 디바이스의 부분 측면 절개도이다.
도 5c는 확장 위치에서의 밀봉 플레이트들을 갖는 폐쇄 위치에서의 게이트 어셈블리를 특히 도시하는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 로킹 게이트 디바이스의 부분 측면 절개도이다.
도 5d는 게이트 어셈블리의 밀봉 플레이트들을 이동시키기 위해 사용되는 베어링의 일 실시예를 특히 예시하는, 도 5a-도 5c에 도시된 게이트 어셈블리의 확대 부분도이다.
도 6a는 가열 용기 및 마이크로웨이브 분배 시스템을 특히 예시하는, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 마이크로웨이브 가열 구역의 개략 부분 측면 절개도이다.
도 6b는 멀티 라인 운반 시스템을 이용하는 가열 시스템에서 마이크로웨이브 론처들의 하나의 구성을 특히 예시하는, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 마이크로웨이브 가열 구역의 개략 평면도이다.
도 6c는 운반 라인을 따라 전달되는 물품들을 가열하도록 구성된 한 세트의 마이크로웨이브 론처들을 특히 도시하는, 도 6b에 예시된 마이크로웨이브 가열 구역의 개략 측면도이다.
도 7a는 경사 마이크로웨이브 론처를 특히 예시하고 용어 "론치 경사 각도"(β)에 의해 의미되는 것을 도시하는, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 마이크로웨이브 가열 구역의 부분 측면 절개도이다.
도 7b는 복수의 경사 론처들을 포함하는 마이크로웨이브 분배 시스템을 특히 예시하는, 마이크로웨이브 가열 구역의 다른 실시예의 부분 측면 절개도이다.
도 8a는 가열 구역의 적어도 하나의 마이크로웨이브 론처의 방출 개구부 근방에 설치된 마이크로웨이브 윈도우의 일 실시예를 특히 예시하는, 마이크로웨이브 가열 구역의 일부의 부분 확대 측면 절개도이다.
도 8b는 가열 구역의 적어도 하나의 마이크로웨이브 론처의 방출 개구부 근방에 설치된 마이크로웨이브 윈도우의 다른 실시예를 특히 예시하는, 마이크로웨이브 가열 구역의 일부의 부분 확대 측면 절개도이다.
도 8c는 가열 구역의 적어도 하나의 마이크로웨이브 론처의 방출 개구부 근방에 설치된 마이크로웨이브 윈도우의 또 다른 실시예를 특히 예시하는, 마이크로웨이브 가열 구역의 일부의 부분 확대 측면 절개도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 마이크로웨이브 론처의 등측도이다.
도 9b는 도 9a에 도시된 마이크로웨이브 론처의 종측면도이다.
도 9c는 플레어 출구를 갖는 론처를 특히 예시하는, 도 9a 및 도 9b에 도시된 마이크로웨이브 론처의 단부도이다.
도 9d는 거의 동일한 크기의 입구 및 출구를 갖는 론처를 특히 예시하는, 도 9a 및 도 9b에 전체적으로 도시된 마이크로웨이브 론처의 다른 실시예의 단부도이다.
도 9e는 테이퍼드 출구를 갖는 론처를 특히 예시하는, 도 9a 및 도 9b에 전체적으로 도시된 마이크로웨이브 론처들의 또 다른 실시예의 단부도이다.
도 10a는 단일 마이크로웨이브 입구 및 복수의 마이크로웨이브 출구들을 포함하는 론처를 특히 예시하는, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 다른 마이크로웨이브 론처의 등측도이다.
도 10b는 다수의 마이크로웨이브 출구들을 특히 예시하는, 도 10a에 도시된 마이크로웨이브 론의 수직 단면도이다.
도 10c는 마이크로웨이브 론처의 입구와 다수의 출구들 사이에서 개별 마이크로웨이브 경로들을 생성하기 위해 사용되는 한 쌍의 분할 격벽들을 특히 도시하는, 도 10a 및 도 10b에 도시된 마이크로웨이브 론처의 수직 단면도이다.
도 11a는 론처의 입구와 출구 사이에 배치된 통합된 유도성 아이리스를 특히 도시하는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구성된 마이크로웨이브 론처의 등측도이다.
도 11b는 도 11a에 도시된 마이크로웨이브 론처의 수평 단면도이다.
도 11c는 도 11a에 도시된 론처와 유사한 다른 마이크로웨이브 론처의 수평 단면도이지만, 론처의 입구와 출구 사이에 배치된 유도성 아이리스에 더하여 한 쌍의 분할 격벽들을 포함한다.
도 12a는 단일 플런저를 포함하는 플런저 타입 튜닝 디바이스를 특히 예시하는, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 위상 시프팅 디바이스의 측면 절개도이다.
도 12b는 공통 회전가능 샤프트에 의해 구동되는 복수의 플런저들을 포함하는 플런저 타입 튜닝 디바이스를 특히 예시하는, 본 발명의 다른 실시예에 따라 구성된 위상 시프팅 디바이스의 개략 측면 절개도이다.
도 13a는 회전가능 위상 시프팅 디바이스를 특히 예시하는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구성된 위상 시프팅 디바이스의 측면 사시도이다.
도 13b는 도 13a에 도시된 회전가능 위상 시프팅 디바이스의 종단면도이다.
도 13c는 하우징 내에 배치된 플레이트들의 폭 및 간격을 특히 도시하는, 도 13a 및 도 13b에 도시된 회전가능 위상 시프팅 디바이스의 회전가능 단면의 측방 단면도이다.
도 13d는 고정 단면의 치수들을 특히 예시하는, 도 13a 및 도 13b에 도시된 회전가능 위상 시프팅 디바이스의 고정 단면의 측방 단면도이다.
도 13e는 회전 크랭크 부재를 포함하는 구동 시스템을 특히 예시하는, 본 발명의 다른 실시예에 따라 구성되는 회전가능 위상 시프팅 디바이스의 측면 절개도이다.
도 13f는 한 세트의 압축 스프링들을 포함하는 구동 시스템을 특히 예시하는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구성되는 회전가능 위상 시프팅 디바이스의 측면 절개도이다.
도 14a는 위상 시프팅 및/또는 임피던스 튜닝을 위한 2개의 위상 시프팅 디바이스들을 이용하는 마이크로웨이브 분배 시스템의 개략 부분 측면 절개도이다.
도 14b는 주파수 튜너로서의 사용을 위해 용기에 결합된 위상 시프팅 디바이스를 특히 예시하는, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 마이크로웨이브 가열 용기의 개략 부분 측면 절개도이다.
도 15a는 복수의 유체 제트 교반기들을 포함하는 열중성자화 구역을 특히 예시하는, 마이크로웨이브 가열 시스템의 일부의 개략 부분 측면 절개도이다.
도 15b는 유체 제트 교반기가 열중성자화 구역 내에서 주위에 위치되는 일 실시예를 특히 예시하는, 도 15a에 도시된 것과 유사한 열중성자화 구역의 단부도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브 시스템을 제어하는 방법에 수반되는 주요 단계들을 나타내는 흐름도이다.
도 17은 2개 이상의 쌍의 방향성 결합기들을 사용하여 적어도 하나의 마이크로웨이브 론처로부터 방출되는 순 전력을 결정하는 방법에 수반되는 주요 단계들을 나타내는 흐름도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품에 대한 가열 프로파일을 결정하는 패키지의 최소 온도를 결정하기 위해 테스트 패키지로 삽입된 열전쌍들의 위치의 등측도이다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 복수의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 프로세스들 및 시스템들이 아래에 설명된다. 본 발명의 시스템들 및 프로세스들로 가열될 적절한 물품들의 예들은 식품들, 의료 유체들, 및 의료 기구들을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 본 명세서에 설명된 마이크로웨이브 시스템들은 가열되는 물품들의 저온 살균 및/또는 살균에 사용될 수 있다. 일반적으로, 저온 살균은 물품 또는 물품들을 80℃와 100℃ 사이의 최소 온도로 신속하게 가열하는 것을 수반하는 반면, 살균은 하나 이상의 물품들을 100℃ 내지 140℃의 최소 온도로 가열하는 것을 수반한다. 그러나, 일 실시예에서, 저온 살균 및 살균은 동시에 또는 거의 동시에 발생할 수 있고 많은 프로세스들 및 시스템들은 하나 이상의 물품들 모두를 저온 살균하고 살균하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 타입들의 물품들을 가열하도록 구성된 마이크로웨이브 시스템들 및 프로세스들의 다양한 실시예들은 이제 도면들을 참조하여 상세히 논의될 것이다.

이제 도 1a 및 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브 가열 공정의 주요 단계들의 개략적인 표면이 도 1a에 도시된 반면, 도 1b는 도 1a에 설명된 공정에 따른 복수의 물품들을 가열하기 위해 동작 가능한 마이크로웨이브 시스템(10)의 일 실시예를 도시한다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 물품들이 처음에 열중성자화 구역(12)으로 도입될 수 있으며, 물품들은 실질적인 균일 온도로 열중성자화될 수 있다. 열중성자화되면, 그 다음에, 물품들은 선택적으로 마이크로웨이브 가열 구역(16)에 도입되기 전에 압력 조정 구역(14a)을 통해 전달될 수 있다. 마이크로웨이브 가열 구역(16)에서, 물품들은 도 1b의 론처들(18)로서 일반적으로 예시된 하나 이상의 마이크로웨이브 론처들에 의해 가열 구역의 적어도 일부로 방출된 마이크로웨이브 에너지를 사용하여 급속히 가열될 수 있다. 그 다음, 가열된 물품들은 선택적으로 유지 구역(20)을 통해 전달될 수 있으며, 물품들은 특정 양의 시간에 대해 일정한 온도로 유지될 수 있다. 그 후, 물품들은 그 다음에 급랭 구역(22)으로 전달될 수 있으며, 물품들의 온도는 신속하게 적절한 처리 온도로 감소될 수 있다. 이후에, 냉각된 물품들은 선택적으로 시스템(10)으로부터 제거되고 더 이용되기 전에 제 2 압력 조정 구역(14b)을 통해 전달될 수 있다.

마이크로웨이브 시스템(10)은 많은 상이한 타입들의 물품들을 가열하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 시스템(10)에서 가열된 물품들은 예를 들어 과일들, 야채들, 고기들, 파스타들, 미리 만들어진 식사들, 및 심지어 음료수들 같은 식품들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로웨이브 시스템(10)에서 가열된 물품들은 포장된 의료 유체들 또는 의료 및/또는 치과 기구들을 포함할 수 있다. 마이크로웨이브 가열 시스템(10) 내에서 처리된 물품들은 임의의 적절한 크기 및 형태일 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 물품은 적어도 대략 2 인치, 적어도 대략 4 인치, 적어도 대략 6 인치 및/또는 대략 18 인치 이하, 대략 12 인치들 이하, 또는 대략 10 인치들 이하의 길이(가장 긴 치수); 적어도 대략 1인치, 적어도 대략 2 인치, 적어도 대략 4 인치 및/또는 대략 12 인치 이하, 대략 10 인치 이하, 또는 대략 8 인치 이하의 폭(두번째로 가장 긴 치수); 및/또는 적어도 대략 0.5 인치, 적어도 대략 1 인치, 적어도 대략 2 인치 및/또는 대략 8 인치 이하, 대략 6 인치 이하, 또는 대략 4 인치 이하의 깊이(가장 짧은 치수)를 가질 수 있다. 물품들은 개별 아이템들 또는 일반적으로 직사각형 또는 프리즘 형태를 갖는 패키지들을 포함할 수 있거나 마이크로웨이브 시스템(10)을 통과된 연결 아이템들 및 패키지들의 연속적인 웹(web)을 포함할 수 있다. 아이템들 또는 패키지들은 플라스틱들, 셀룰로오스들, 및 다른 마이크로웨이브-투과성 재료들을 포함하는 임의의 재료들로 구성될 수 있고, 하나 이상의 운반 시스템들을 통해 마이크로웨이브 시스템(10)을 통과될 수 있으며, 그것의 실시예들이 이하 상세히 논의될 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술된 열중성자화, 마이크로웨이브 가열, 유지, 및/또는 급랭 구역들(12, 16, 20, 및 22) 각각은 도 1b에 전체적으로 도시된 바와 같이, 단일 용기 내에서 정의될 수 있는 반면, 다른 실시예에서, 상술된 상태들 중 적어도 하나는 하나 이상의 개별 용기들 내에 정의될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상술된 적어도 하나의 단계들은 처리중인 물품들이 적어도 부분적으로 잠길수 있는 유체 매체로 적어도 부분적으로 충전된 용기에서 수행될 수 있다. 유체 매체는 일 실시예에서 공기의 유전율보다 더 큰 유전율을 갖는 기체 또는 액체일 수 있고, 처리 중인 물품들의 유전율과 비슷한 유전율을 갖는 액체 매체일 수 있다. 물(또는 물을 포함하는 액체 매체)은 식용 및/또는 의료 장치들 또는 물품들을 가열하기 위해 사용되는 시스템들에 특히 적절할 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어 오일들, 알코올들, 글리콜들, 및 소금들과 같은 첨가물은 필요한 경우, 처리 동안에 그것의 물리적 성질들(예를 들어, 끓는점)을 변경하거나 강화시키기 위해 액체 매체에 선택적으로 첨가될 수 있다.

마이크로웨이브 시스템(10)은 상술된 프로세스 구역들 중 하나 이상을 통해 물품들을 운송하는 적어도 하나의 운반 시스템( 도 1a 및 도 1b에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 적절한 운반 시스템들의 예들은 플라스틱 또는 고무 벨트 컨베이어들, 체인 컨베이어들, 롤러 컨베이어들, 플렉서블 또는 멀티플렉싱 컨베이어들, 와이어 메쉬 컨베이어들, 버킷 컨베이어들, 공압 컨베이어들, 스크류 컨베이어들, 통 또는 진동 컨베이어들, 및 그것의 조합들을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다. 운반 시스템은 임의의 수의 개별 운반 라인들을 포함할 수 있고 처리 용기들 내에서 임의의 적절한 방식으로 배열될 수 있다. 마이크로웨이브 시스템(10)에 의해 이용되는 운반 시스템은 용기 내에 일반적으로 고정된 위치로 구성될 수 있거나 시스템 중 적어도 일 부분은 수평 또는 수직 방향으로 조절가능할 수 있다.

이제 도 2a-2d를 참조하면, 내부에 배치된 운반 시스템(110)을 포함하는 처리 용기(120)의 실시예들이 제공된다. 도 2a 및 2b에 전체적으로 도시된 일 실시예에서, 운반 시스템(110)은 용기(120) 내부에 일반적으로 나란히 구성되어 위치된 한 쌍의 수평으로 이격된, 실직적으로 평행한 운반 라인들(112, 114)을 포함한다. 상부에서 도시된 바와 같이, 도 2b의 용기(120)의 절개도에서, 운반 라인들(112 및 114)은 서로 수평으로 이격될 수 있고 운반 축(122)의 양 측면들 상에 위치될 수 있으며, 이는 그곳을 통과하는 물품들의 운송 방향으로 용기(120)의 길이 방향을 따라 연장한다. 용기(120) 내에서 일반적으로 동일한 수직 고도에 있는 것으로 도 2a에 도시되지만, 일 실시예에서, 운반 라인들(112, 114)은 상이한 수직 고도에 위치될 수도 있다는 점이 이해되어야 한다. 부가적으로, 도 2a 및 2b에 도시된 운반 시스템(110)은 다수의 쌍들의 수평 이격 운반 라인들(실시예에 도시되지 않음)을 포함할 수도 있으며, 그 결과 수평 이격 운반 라인들의 쌍들은 용기(120)의 수직 치수를 따라 서로 수직으로 이격된다.

용기(120)의 내부 내에 적층된 배열로 위치된 수직으로 이격된, 실질적으로 한 쌍의 평행한 운반 라인들(116, 118)을 포함하는 운반 시스템(110)의 다른 실시예가 도 2c 및 2d에 도시된다. 운반 라인들(116 및 118)은 운반 축(122) 위 및 아래에 구성될 수 있으며, 이는 일반적으로 도 2d에 제공되는 용기(120)의 절개 측면도에 도시된 바와 같이, 용기(120)의 길이를 따라 연장될 수 있다. 부가적으로, 전술된 바와 같은 유사한 방식으로, 도 2c 및 2d에 도시된 용기(120)는 용기 내에서 서로 수평 이격된 다수의 쌍들의 운반 라인들을 포함할 수도 있다. 더욱이, 각각의 운반 라인의 쌍은 수평 방향에서 서로 상쇄되거나 상쇄되지 않을 수 있다. 추가 실시예에서(도시되지 않음), 용기(120)는 용기(120)의 내부 볼륨의 중간 3분의 1에 위치되거나, 용기의 중심선에 또는 근처에 위치되는 단일 운반 라인을 포함할 수 있다. 본 발명의 수개의 실시예들에 따른 운반 시스템들의 부가 상세들은 아래에 더 상세히 논의될 것이다.

운반 시스템이 액체 충전 프로세스 용기를 통해 물품들을 수송하기 위해 사용될 때, 하나 이상의 캐리어들 또는 다른 고정 메커니즘들은 액체 매체를 통한 이동 동안 물품들의 위치를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 적절한 캐리어(210)의 일 실시예가 도 3에 예시된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 캐리어(210)는 그들 사이의 물품들(216) 중 임의의 적절한 수를 고정하도록 구성된 하부 고정 표면(212a) 및 상부 고정 표면(212b)을 포함한다. 일 실시예에서, 상부 및/또는 하부 표면들(212b,a)은 도 3에 전체적으로 도시된 바와 같이, 메쉬, 그리드, 또는 그레이트 구조를 가질 수 있는 반면, 다른 실시예에서, 하나 또는 두 표면들(212a,212b)은 실질적인 연속 표면일 수 있다. 캐리어(210)는 플라스틱, 유리섬유, 또는 임의의 다른 유전체 재료로 구성될 수 있고, 일 실시예에서, 하나 이상의 마이크로웨이브 융화성 및/또는 마이크로웨이브 투과성 재료들로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 재료는 손실 재료일 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어(210)는 실질적으로 금속을 포함할 수 없다.

하부 및 상부 고정 표면들(212a, 212b)은 도 3에서 파스너(219)로서 도시된 고정 디바이스에 의해 서로 부착될 수 있고, 조립됨으로써, 캐리어(210)는 임의의 적절한 부착 메커니즘에 따른 운반 시스템(도 3에 도시되지 않음)에 부착되거나 고정될 수 있다. 일 실시예에서, 캐리어(210)의 적어도 하나의 측면(또는 에지)은 캐리어(210)를 운반 시스템(도시되지 않음)의 부분(예를 들어, 바, 레일, 벨트, 또는 체인)에 고정시키기 위해, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같은 상부 및 하부 후크들(218a, 218b)과 같은 하나 이상의 부착 메커니즘들을 포함할 수 있다. 물품들(216)의 두께 및/또는 중량에 따라, 캐리어(210)는 캐리어(210)를 운반 시스템 상에 고정시키는 후크들(218a, 218b) 중 하나만을 포함할 수 있다. 물품들(216)을 수송하기 위해 사용되는 운반 시스템은 하나 이상의 운반 라인들을 따라 다수의 캐리어들을 수송하도록 구성될 수 있고 캐리어들은 전술된 바와 같이 나란한 측방 이격 구성 및/또는 수직 이격 적층 구성으로 배열될 수 있다. 운반 시스템이 복수의 운반 라인들을 포함할 때, 각각의 운반 라인은 복수의 물품들(216)을 유지하는 단일 캐리어를 포함할 수 있거나, 각각의 운반 라인은 서로 적층되거나 수평 이격된 다수의 캐리어들을 유지할 수 있다.

도 1a 및 도 1b를 다시 참조하면, 마이크로웨이브 시스템(10) 안으로 도입되는 물품들은 처음에 열중성자화 구역(12)으로 도입되며, 물품들은 실질적인 균일 온도를 달성하기 위해 열중성자화된다. 일 실시예에서, 열중성자화 구역(12)으로부터 인출된 모든 물품들 중 적어도 대략 85 퍼센트, 적어도 대략 90 퍼센트, 적어도 대략 95 퍼센트, 적어도 대략 97 퍼센트, 또는 적어도 대략 99 퍼센트는 서로 대략 5℃ 이내, 대략 2℃ 이내, 또는 1℃ 이내의 온도를 갖는다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어들 "열중성자화" 및 "열중성자화"는 일반적으로 온도 평형 또는 동등화의 단계를 언급한다. 열중성자화 되는 물품들의 처음 및 원하는 온도에 따라, 열교환기(13)로서 도 1a에 예시된 열중성자화 구역(12)의 온도 제어 시스템은 가열 및/또는 냉각 시스템일 수 있다. 일 실시예에서, 열중성자화 단계는 주위 온도 및/또는 압력 하에서 수행될 수 있는 반면, 다른 실시예에서, 열중성자화는 대략 10 psig 이하, 대략 5 psig 이하, 또는 대략 2 psig 이하의 압력에서 가압 및/또는 액체 충전 열중성자화 용기에서 수행될 수 있다. 열중성자화를 겪는 물품들은 적어도 대략 30 초, 적어도 대략 1 분, 적어도 대략 2 분, 적어도 대략 4 분 및/또는 대략 20 분 이하, 대략 15 분 이하, 또는 대략 10 분 이하의 열중성자화 구역(12)에서의 평균 체류 시간을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 열중성자화 구역(12)으로부터 인출된 물품들은 적어도 대략 20℃, 적어도 대략 25℃, 적어도 대략 30℃, 적어도 대략 35℃ 및/또는 대략 70℃ 이하, 대략 65℃ 이하, 대략 60℃ 이하, 또는 대략 55℃ 이하의 온도를 가질 수 있다.

열중성자화 구역(12) 및 마이크로웨이브 가열 구역(16)이 실질적으로 상이한 압력들에서 동작되는 일 실시예에서, 열중성자화 구역(12)으로부터 제거된 물품들은 먼저 도 1a 및 도 1b에 전체적으로 도시된 바와 같은 마이크로웨이브 가열 구역(16)으로 들어가기 전에 압력 조정 구역(14a)을 통해 통과될 수 있다. 압력 조정 구역(14a)은 저압 영역 및 고압 영역 사이에서 가열되는 물품들을 전이시키도록 구성된 임의의 구역 또는 시스템일 수 있다. 일 실시예에서, 압력 조정 구역(14a)은 적어도 대략 1 psi, 적어도 대략 5 psi, 적어도 대략 10 psi 및/또는 대략 50 psi 이하, 대략 45 psi 이하, 대략 40 psi 이하, 또는 대략 35 psi 이하의 압력차를 갖는 2개의 구역들 사이에서 물품들을 전이시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 시스템(10)은 아래에 상세히 설명되는 바와 같이, 기압으로 물품들을 다시 반송하기 전에 기압 열중성자화 구역으로부터 상승된 압력에서 동작되는 가열 구역으로 물품들을 전이시키기 위해 적어도 2개의 압력 조정 구역들(14a,14b)을 포함할 수 있다.

마이크로웨이브 가열 시스템(310)의 열중성자화 구역(312) 및 마이크로웨이브 가열 구역(316) 사이에 배치된 압력 조정 구역(314a)의 일 실시예가 도 4a에 예시된다. 압력 조정 구역(314a)은 복수의 물품들(350)을 전이시키도록 구성되며, 이는 더 낮은 압력 열중성자화 구역(312)에서 더 높은 압력 마이크로웨이브 가열 구역(316)까지, 적어도 하나의 캐리어 내에 고정될 수 있다. 단일 캐리어(352a)로서 도 4a에 도시되었지만, 압력 조정 구역(314a)은 하나 이상의 캐리어들을 수용하도록 구성될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 일 실시예에서, 캐리어들은 동시에 수용될 수 있어, 압력 조정 구역(314a)은 한번에 다수의 캐리어들을 포함한다. 다른 실시예에서, 다수의 캐리어들은 예를 들어 열중성자화 구역(312) 내에서, 정렬되고 압력 조정 구역(314a)을 통해 전이될 준비가 될 수 있으며, 그것의 상세들은 이제 아래에 논의될 것이다.

동작에서, 하나 이상의 캐리어들(352a)은 먼저 평형 밸브(330)를 개방하고 열중성자화 구역(312)과 압력 조정 구역(314a) 사이의 압력이 균일화하는 것을 허용함으로써 열중성자화 구역(312)에서 마이크로웨이브 가열 구역(316)으로 전이될 수 있다. 다음, 게이트 디바이스(332)는 도 4a에서 파선 캐리어(352b)에 의해 전체적으로 도시된 바와 같이, 열중성자화 구역(312) 내에 배치된 운반 라인(340a)으로부터 압력 조정 구역(314a) 내의 플랫폼(334) 상으로 이동되는 것을 허용하기 위해 개방될 수 있다.

그 후에, 게이트 디바이스(332) 및 평형 밸브(330)는 순차적으로 폐쇄될 수 있으며, 열중성자화 구역(312)으로부터 압력 조정 구역(314a)을 재분리한다. 다음에, 다른 평형 밸브(336)는 압력 조정 구역(314a)과 마이크로웨이브 가열 구역(316) 사이의 압력이 균일화하는 것을 허용하기 위해 개방될 수 있다. 평형 상태가 달성되면, 다른 게이트 디바이스(338)는 도 4a에서 파선 캐리어(352c)에 의해 전체적으로 도시된 바와 같이, 캐리어(352b)가 마이크로웨이브 가열 구역(316) 내에 배치된 다른 운반 시스템(340b) 위로 이동되는 것을 허용하기 위해 개방될 수 있다. 다음에, 게이트 디바이스(338) 및 동등화 밸브(336)는 순차적으로 폐쇄될 수 있으며, 압력 조정 구역(314a)으로부터 마이크로웨이브 가열 구역(316)을 재분리한다. 이때, 프로세스는 필요에 따라 열중성자화 구역(312)으로부터 마이크로웨이브 가열 구역(316)으로 부가 캐리어들을 수송하기 위해 반복될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 마이크로웨이브 가열 구역(316) 및 열중성자화 구역(312) 각각은 예를 들어 물 또는 물을 포함하는 솔루션들과 같은 비압축 유체 또는 액체로 충전될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "충전된"은 특정 볼륨의 적어도 50 퍼센트가 충전 매체로 충전된 구성을 나타낸다. "충전 매체"는 액체, 전형적으로 비압축 액체일 수 있고, 예를 들어 물이거나 물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, "충전된" 볼륨들은 충전 매체의 적어도 대략 75 퍼센트, 적어도 대략 90 퍼센트, 적어도 대략 95 퍼센트, 또는 전체 100 퍼센트일 수 있다. 열중성자화 구역(312) 및/또는 마이크로웨이브 가열 구역(316)이 비압축 유체로 충전될 때, 게이트 디바이스들(332, 338) 및/또는 압력 조정 구역(314a)은 게이트 디바이스들(332 및 338)이 개방되고 캐리어(352)가 그곳을 통해 통과될 때 열중성자화 구역(312)과 마이크로웨이브 가열 구역(316) 사이에서 실질적인 유체 누출을 방지하기 위해, 도 4a에서 밸브들 또는 플랩들(342, 344)로서 도시된 2개 이상의 단방향 플랩들 또는 밸브들을 포함할 수도 있다.

압력 조정 구역(314a)을 통해 열중성자화 구역(312)에서 마이크로웨이브 가열 구역(316)으로의 캐리어(352)의 운송은 하나 이상의 자동 물품 이송 시스템들을 통해 달성될 수 있으며, 그것의 수개의 실시예들이 도 4b 내지 도 4d에 예시된다. 일부 실시예들에서, 자동 이송 시스템(380)은 캐리어(352)를 압력 조정 구역(314a) 안으로 및/또는 밖으로 이동시키기 위해 열중성자화 구역(312), 압력 조정 구역(314a), 및/또는 마이크로웨이브 가열 구역(316) 내에 배치된 하나 이상의 이송 디바이스들을 포함할 수 있다. 도 4b에 도시된 일 실시예에서, 이송 시스템(380)은 열중성자화 구역(312) 밖으로 캐리어(352)를 마이크로웨이브 가열 구역(316)으로 당기고/거나 캐리어(352)를 마이크로웨이브 가열 구역(316)으로 밀기 위해, 캐리어(352)의 하부 에지를 따라 배치된 톱니(353)를 인게이징하고 화살표들 (392a, 392b)에 의해 표시된 바와 같이 회전시키도록 구성된 2개의 기어 이송 디바이스들(381, 382)을 포함한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 기어 이송 디바이스들(381, 382)은 캐리어(352)의 수송 동안에 실질적으로 정지된(수평 운동의 관점에서) 상태를 유지하고 거의 전적으로, 또는 전적으로 압력 조정 구역(314a) 내에 위치된다.

대조적으로, 자동 이송 시스템(380)의 일부 실시예들은 캐리어(352)의 수송 동안 압력 조정 구역(314a)으로 및/또는 그것의 밖으로 수평으로 옮길 수 있는(예를 들어, 수송 방향으로 이동가능한) 하나 이상의 이송 디바이스들을 포함할 수 있다. 도 4c에 도시된 일 실시예에서 도시된 바와 같이, 자동 이송 시스템(380)의 일 부분은 열중성자화 구역(312) 및/또는 마이크로웨이브 가열 구역(316)에 배치될 수 있고 압력 조정 구역(314a)으로 확장 및 그것의 밖으로 수축을 위해 구성될 수 있다. 도 4c에 도시된 시스템(380)에서, 이송 디바이스들은 캐리어(352)를 압력 조정 구역(314a)으로 밀도록 구성된 푸셔 아암(381)과 캐리어(352)를 마이크로웨이브 가열 구역(316)으로 당기는 풀러 아암(382)을 포함한다. 푸셔 아암(381) 또는 풀러 아암(382)은 압력 조정 구역(314a) 내에 배치되지 않을 수 있지만, 그 대신에, 각각은 도 4c에서 화살표들(394a,394b)에 의해 일반적으로 도시되는 바와 같이, 압력 조정 구역(314a)으로 확장되고 그것의 밖으로 수축되도록 구성된다.

도 4d에 도시된 다른 실시예에 따르면, 자동 수송 시스템(380)은 가동 부분(384)을 갖는 플랫폼(334)을 포함하며, 이는 열중성자화(312) 및/또는 마이크로웨이브 가열 구역(316)으로 확장되고 수축되도록 구성됨으로써, 화살표들(396a 및 396b)에 의해 일반적으로 도시되는 바와 같이, 캐리어(352)를 열중성자화 및 마이크로웨이브 가열 구역들(312, 316) 안으로 및 그것의 밖으로 수송한다. 도 4c에 도시된 실시예와 대조적으로, 도 4d에 도시된 자동 이송 시스템(380)은 주로 압력 조정 구역(314a) 내에 위치되고, 압력 조정 구역(314a) 밖으로 확장되고 그것으로 다시 수축되도록 구성된다.

자동 물품 이송 시스템(380)에 의해 이용되는 이송 디바이스들의 특정 구성과 관계없이, 이송 시스템은 도 4a 및 도 4b에 예시된 바와 같이 자동 제어 시스템(390)에 의해 자동화되거나 제어될 수 있다. 도 4c 및 도 4d에 예시된 실시예들에 특히 도시되지 않았지만, 그러한 제어 시스템들(390)은 이러한 실시예들에서 이용될 수도 있다는 점이 이해되어야 한다. 자동 제어 시스템(390)은 제 1 및 제 2 평형 밸브들(330, 336), 제 1 및 제 2 게이트 밸브들(332, 338), 및 자동 물품 이송 시스템(380)의 제 1 및 제 2 이송 디바이스들(381, 382) 중 적어도 하나의 모션 및/또는 타이밍을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 시스템(390)은 시스템 내의 캐리어들이 중단없고 연속적인 방식으로 이동하는 것을 보장하기 위해 이러한 디바이스들 또는 요소들의 위치, 속도, 및/또는 타이밍을 조정할 수 있다.

이제 도 5a-도 5d를 참조하면, 도 4a 및 도 4b에 도시된 마이크로웨이브 시스템(310)의 부분에서 게이트 디바이스(332 및/또는 338)로서 사용하기 적절한 로킹 게이트 디바이스(420)의 일 실시예가 제공된다. 로킹 게이트 밸브 디바이스(420)는 일반적으로 밀봉 표면들(414a,414b)과 대향하여 위치하고 그것들 사이에서 게이트 수용 공간(416)을 정의하는 한 쌍의 이격된 고정 부재들(410, 412)을 포함하는 것으로서 도 5a-도 5d에 예시된다. 이격된 고정 부재들(410, 412)은 각각 플로 스루 개구부(418a,418b)를 정의할 수 있으며, 이는 밀봉 표면들(414a,414b) 중 하나에 의해 외접된다. 플로 스루 개구부들(418a,418b) 각각은 실질적으로 물품들이 밸브 디바이스(420)가 개방될 때 누적 개구부를 통과할 수 있도록 서로 정렬된다.

로킹 게이트 디바이스(420)는 게이트 어셈블리(422)를 더 포함하며, 이는 게이트 수용 공간(416)에 수용되도록 구성되고 게이트 어셈블리(422)가 플로 스루 개구부들(418a,418b)을 실질적으로 차단하는 폐쇄 위치(도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이)와 게이트 어셈블리(422)가 플로 스루 개구부들(418a,418b)을 실질적으로 차단하지 않는 개방 위치(도 5a에 도시된 바와 같이) 사이에서 시프트가능하다. 일 실시예에서, 게이트 어셈블리(422)는 한 쌍의 이격된 밀봉 플레이트들(424, 426) 및 밀봉 플레이트들(424, 426) 사이에 배치된 구동 부재(428)를 포함한다. 게이트 어셈블리(422)가 폐쇄 위치에 구성될 때, 구동 부재(428)는 수축 위치(도 5b에 도시된 바와 같이) 및 확장 위치(도 5c에 도시된 바와 같이) 사이에서, 밀봉 플레이트들(424, 426)에 비례하여 이동 가능하다. 도 5a-도 5c에 도시된 일 실시예에서, 게이트 어셈블리(422)는 대향 밀봉 플레이트들(424, 426) 사이에 정의된 공간 내에 배치된 적어도 한 쌍의 베어링들(430)을 포함하며, 이는 도 5b 및 도 5c에 특히 도시된 바와 같이, 게이트 어셈블리(422)가 폐쇄 위치에 있을 때 게이트 수용 공간(416)에 위치된다. 구동 부재(428)가 도 5b에 예시된 바와 같은 수축 위치 사이에서 도 5c에 도시된 바와 같은 확장 위치로 시프팅될 때, 쌍 중 하나의 베어링(430)은 도 5c에 도시된 바와 같이, 밀봉 플레이트들(424, 426) 중 적어도 하나를 외부로, 서로 떨어져서, 그리고 밀봉 위치로 밀어 넣을 수 있다.

일 실시예에서, 쌍(430) 중 하나 이상의 베어링들은 밀봉 플레이트들(424, 426) 및/또는 구동 부재(428) 중 적어도 하나에 고정되고, 부착되거나 적어도 부분적으로 수용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 베어링들(430) 중 적어도 하나는 도 5d에 제공되는 게이트 어셈블리(422)의 확대 부분도에 도시된 바와 같이, 구동 부재(428)에 고정적으로 부착될 수 있다. 구동 부재(428)가 게이트 수용 공간(416)으로 아래쪽으로 시프팅함에 따라, 쌍으로부터 베어링들(430) 중 하나는 밀봉 플레이트들(424, 426)(도 5d에서 플레이트(426)로 도시됨) 중 하나와 접촉할 수 있고 그 안에 램프(또는 슬롯)(427)을 따라 이동할 수 있다. 베어링이 슬롯(427)(또는 램프(427)를 따라)을 통해 이동함에 따라, 외측 압력이 밀봉 플레이트(426) 상에 가해짐에 따라, 그것을 화살표(460)에 의해 나타낸 바와 같은 방향으로 이동시킨다. 단지 하나의 쌍의 베어링들(430)을 포함하는 것으로 도시되었지만, 구동 부재(428)의 수직 길이 및/또는 밀봉 부재들(424, 426)을 따라 위치되는 임의의 수의 베어링들이 사용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

밀봉 위치에 있을 때, 도 5c에 도시된 바와 같이, 밀봉 플레이트들(424, 426) 중 적어도 일부는 각각의 대향 밀봉 표면(414a, 414b)과 맞물리거나 물리적으로 접촉함으로써, 실질적으로 유체 기밀 시일을 형성한다. 일 실시예에서, 밀봉 플레이트들(424, 426) 각각은 밀봉 플레이트들(424, 426)가 밀봉 위치에 있을 때 밀봉 표면들(414a,414b)과 맞물리기 위한 탄성 시일(423, 425)을 포함한다. 구동 부재(428)가 도 5c에 도시된 바와 같은 확장 위치로부터 도 5b에 도시된 바와 같이, 수축 위치로 다시 시프팅될 때, 밀봉 플레이트들(424, 426)는 도 5b에 도시된 바와 같이, 밀봉되지 않은 위치로 서로를 향해 수축한다. 밀봉되지 않은 위치에서, 밀봉 플레이트들(424, 426)은 대향 밀봉 표면들(414a,414b)로부터 분리되지만, 게이트 수용 공간(416) 내에 배치되어 잔류할 수 있다. 일 실시예에서, 밀봉 플레이트들(424, 426)은 밀봉되지 않은 위치를 향해 바이어싱될 수 있고 밀봉되지 않은 위치를 향해 밀봉 플레이트들(424, 426)을 바이어싱하기 위한 적어도 하나의 바이어싱 디바이스(429)(예를 들어, 스프링 또는 스프링들)를 포함할 수 있다.

도 1a 및 도 1b를 다시 참조하면, 열중성자화 구역(12)에서 나오고, 선택적으로 압력 조정 구역(14a)을 통과되는 물품들은, 상술된 바와 같이, 그 다음에 마이크로웨이브 가열 구역(16)으로 도입될 수 있다. 마이크로웨이브 가열 구역(16)에서, 물품들은 마이크로웨이브 에너지를 사용하는 가열 소스로 신속히 가열될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "마이크로웨이브 에너지"는 300MHz와 30GHz 사이의 주파수를 갖는 전자기 에너지를 언급한다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 가열 구역(16)의 다양한 구성들은 대략 915 MHz의 주파수 또는 대략 2.45 GHz의 주파수를 갖는 마이크로웨이브 에너지를 이용할 수 있으며, 그것의 두개는 일반적으로 산업 마이크로웨이브 주파수들로서 지정되어 있다. 마이크로웨이브 에너지에 더하여, 마이크로웨이브 가열 구역(16)은 선택적으로 예를 들어 전도 또는 대류 가열 또는 다른 종래의 가열 방법들 또는 디바이스들과 같은 하나 이상의 다른 가열 소스들을 이용할 수 있다. 그러나, 마이크로웨이브 가열 구역(16) 내에서 물품을 가열하기위해 사용되는 에너지의 적어도 대략 85 퍼센트, 적어도 대략 90 퍼센트, 적어도 대략 95 퍼센트, 또는 실질적으로 모두는 마이크로웨이브 소스로부터의 마이크로웨이브 에너지일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 마이크로웨이브 가열 구역(16)은 최소 임계 온도 이상으로 물품들의 온도를 증가시키도록 구성될 수 있다. 마이크로웨이브 시스템(10)이 복수의 물품들을 살균하도록 구성된 일 실시예에서, 최소 임계 온도(및 마이크로웨이브 가열 구역(16)의 동작 온도)는 적어도 대략 120℃, 적어도 대략 121 ℃, 적어도 대략 122℃ 및/또는 대략 130℃ 이하, 대략 128℃ 이하, 또는 대략 126℃ 이하일 수 있다. 마이크로웨이브 가열 구역(16)은 대략 주위 압력에서 동작될 수 있고, 그것은 적어도 대략 5 psig, 적어도 대략 10 psig, 적어도 대략 15 psig 및/또는 대략 80 psig 이하, 대략 60 psig 이하, 또는 대략 40 psig 이하의 압력에서 동작되는 하나 이상의 가압 마이크로웨이브 챔버들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 가압 마이크로웨이브 챔버는 가열되는 물품들이 여기서 이용되는 액체 매체의 정상 끓는점 위의 온도에 도달할 수 있도록 동작 압력을 갖는 액체 충전 챔버일 수 있다.

마이크로웨이브 가열 구역(16)을 통과하는 물품들은 상대적으로 짧은 시간 주기에서 원하는 온도로 가열될 수 있으며, 일부 경우들에서, 이는 물품들의 손상 및 저하를 최소화할 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 가열 구역(16)을 통과된 물품들은 적어도 대략 5 초, 적어도 대략 20 초, 적어도 대략 60 초 및/또는 대략 10 분 이하, 대략 8 분 이하, 또는 대략 5 분 이하의 평균 체류 시간을 가질 수 있다. 동일 또는 다른 실시예들에서, 마이크로웨이브 가열 구역(16)은 적어도 대략 분당 15℃(℃/min), 적어도 대략 25 ℃/min, 적어도 대략 35℃/min 및/또는 대략 75℃/min 이하, 대략 50℃/min 이하, 또는 대략 40℃/min 이하의 가열 레이트에서, 적어도 대략 20℃, 적어도 대략 30℃, 적어도 대략 40℃, 적어도 대략 50℃, 적어도 대략 75℃ 및/또는 대략 150℃ 이하, 대략 125℃ 이하, 또는 대략 100℃이하에 의해 가열되는 물품들의 평균 온도를 증가시키도록 구성될 수 있다.

이제 도 6a를 참조하면, 마이크로웨이브 가열 구역(516)의 일 실시예는 마이크로웨이브 가열 챔버(520), 마이크로웨이브 에너지를 생성하는 적어도 하나의 마이크로웨이브 생성기(512) 및 생성기(512)에서 마이크로웨이브 챔버(520)로 마이크로웨이브 에너지의 일부를 지향시키는 마이크로웨이브 분배 시스템(514)을 일반적으로 포함하는 것으로 예시된다. 마이크로웨이브 분배 시스템(514)은 마이크로웨이브 에너지를 마이크로웨이브 챔버(520)의 내부로 방출하기 위해, 복수의 도파로 세그먼트들(518) 및 6a에서 론처들(522a-522f)로서 도시된 하나 이상의 마이크로웨이브 론처들을 포함한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브 가열 구역(516)은 마이크로웨이브 챔버(520)를 통해 가열될 물품들(550)을 수송하는 운반 시스템(540)을 더 포함할 수 있다. 마이크로웨이브 가열 구역(516)의 구성요소들 중 각각은, 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 이제 바로 아래에서 상세히 논의된다.

마이크로웨이브 생성기(512)는 원하는 파장(λ)의 마이크로웨이브 에너ㄹ를 생성하는 임의의 적절한 디바이스일 수 있다. 마이크로웨이브 생성기들 중 적절한 타입들의 예들은 마그네트론들, 클라이스트론들, 진행파 튜브들, 및 자이로트론들을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다. 하나의 생성기(512)를 포함하는 것으로서 도 6a에 예시되지만, 마이크로웨이브 가열 시스템(516)은 임의의 적절한 구성으로 배열된 임의의 수의 생성기들을 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 마이크로웨이브 가열 구역(516)은 마이크로웨이브 분배 시스템(514)의 크기 및 배열에 따라, 적어도 1, 적어도 2, 적어도 3 및/또는 5 이하, 4 이하, 또는 3 이하의 마이크로웨이브 생성기들을 포함할 수 있다. 다수의 생성기들을 포함하는 마이크로웨이브 가열 구역의 특정 실시예가 아래에 상세히 논의될 것이다.

마이크로웨이브 챔버(520)는 복수의 물품들을 수용하도록 구성된 임의의 챔버 또는 용기일 수 있다. 마이크로웨이브 챔버(520)는 임의의 크기일 수 있고 여러 가지 상이한 단면 형상들 중 하나을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 챔버(520)는 일반적으로 원형 또는 타원형 단면을 가질 수 있지만, 다른 실시예들에서, 일반적으로 정사각형, 직사각형, 또는 다각형 단면 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 챔버(520)는 가압 챔버일 수 있고, 동일 또는 다른 실시예들에서, 액체 매체(액체 충전 챔버)로 적어도 부분적으로 충전되도록 구성될 수 있다. 마이크로웨이브 챔버(520)는 하나 이상의 마이크로웨이브 론처들(522)로부터 방출된 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 수용하도록 구성될 수도 있고, 일 실시예에서, 그 안에 안정된(또는 고정된) 웨이브 패턴의 생성을 허용하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 챔버(520)의 적어도 하나의 수치는 적어도 대략 0.30λ, 적어도 대략 0.40λ, 또는 적어도 대략 0.50λ일 수 있으며, λ는 그 안에 방출되는 마이크로웨이브 에너지의 파장이다.

마이크로웨이브 분배 시스템(514)은 생성기(512)에서 마이크로웨이브 챔버(520)로 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 지향시키기 위해 복수의 도파로들 또는 도파로 세그먼트들(518)을 포함한다. 도파로들(518) 특정한 지배적 모드에서 마이크로웨이브 에너지를 전파하도록 설계되고 구성될 수 있으며, 이는 생성기(512)에 의해 생성되는 마이크로웨이브 에너지의 모드와 동일하거나 상이할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "모드"는 일반적으로 마이크로웨이브 에너지의 고정 단면 필트 패턴을 언급한다. 발명의 일 실시예에서, 도파로들(518)은 TE_xy 모드에서 마이크로웨이브 에너지를 전파하도록 구성될 수 있으며, x 및 y는 0 내지 5의 범위의 정수들이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 도파로들(518)은 TM_ab 모드에서 마이크로웨이브 에너지를 전파하도록 구성될 수 있으며, a 및 b는 0 내지 5 범위의 상수들이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 마크로웨이브 전파의 모드를 설명하기 위해 사용되는 것으로서 a, b, x, 및 y 값들의 위에 정의된 범위들은 본 명세서 도처에서 응용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 일 실시예에서, 도파로들(518)을 통해 전파되고/되거나 론처들(522a-522f)을 통해 방출되는 마이크로웨이브 에너지의 지배적 모드는 TE₁₀, TM₀₁, 및 TE₁₁를 구성하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브 분배 시스템(514)은 하나 이상의 마이크로웨이브 론처들(522a-522f)을 더 포함하며, 각각은 마이크로웨이브 에너지를 마이크로웨이브 챔버(520)로 방출하는 적어도 하나의 론치 개구부(524a-f)를 정의한다. 6개의 마이크로웨이브 론처들(522a-522f)을 포함하는 것으로 도 6a에 예시되지만, 마이크로웨이브 분배 시스템(514)은 임의의 바람직한 구성으로 배치된 임의의 적절한 수의 론처들을 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 마이크로웨이브 분배 시스템(514)은 적어도 1, 적어도 2, 적어도 3, 적어도 4 및/또는 50 이하, 30 이하, 또는 20 이하 마이크로웨이브 론처들을 포함할 수 있다. 론처들(522a-522f)은 동일 또는 상이한 타입들의 론처들일 수 있고, 일 실시예에서, 론처들(522a-522f) 중 적어도 하나는 다른 론처들(522)로부터 마이크로웨이브 가열 챔버(520)로 방출되는 마이크로웨이브 에너지 중 적어도 일부를 반사시키기 위해 반사 표면(도시되지 않음)으로 대체될 수 있다.

마이크로웨이브 분배 시스템(514)이 2개 이상의 론처들을 포함할 때, 론처들 중 적어도 일부는 일반적으로 마이크로웨이브 챔버(520)의 동일한 측면 상에 배치될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "동일한 측 론처들"은 일반적으로 마이크로웨이브 챔버의 동일한 측명 상에 위치되는 2개 이상의 론처들을 언급한다. 동일한 측 론처들 중 2개 이상은 서로 축방향으로 이격될 수도 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "축방향으로 이격된"은 마이크로웨이브 시스템을 통한 물품들의 이송 방향에서의 이격(예를 들어, 운반 축의 확장의 방향에서의 이격)을 언급한다. 부가적으로, 하나 이상의 론처들(522)은 또한 시스템의 하나 이상의 다른 론처들(522)로붙어 수평적으로 이격될 수도 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "수평으로 이격된"은 마이크로웨이브 시스템을 통한 물품들의 이송 방향에 수직인 방향에서의 이격(예를 들어, 운반 축의 확장의 방향에 수직한 이격)을 언급할 수 있다. 예를 들어, 도 6a에서, 론처들(522a-522c) 및 (522d-522f)은 마이크로웨이브 챔버(520)의 각각의 제 1 및 제 2 측면들(521a,521b) 상에 배치되고 론처(522a)는 론처(522e)가 론처들(522f 및 522d)로부터 축방향으로 이격된 것처럼 론처(522b 및 522c)로부터 축방향으로 이격된다.

부가적으로, 도 6a에 도시된 실시예에서 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브 분배 시스템(514)은 적어도 2개의(예를 들어, 2개 이상의) 쌍의 대향 배치 론처들 이거나 대향 론처들을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "대향 론처들"은 일반적으로 마이크로웨이브 챔버의 대향 측면들 상에 위치되는 2개 이상의 론처들을 언급한다. 일 실시예에서, 대향 론처들은 대향하여 마주 볼 수 있다. 대향 마이크로웨이브 론처들에 대해 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "대향하여 마주 보는"은 중심 론치 축들이 서로 실질적으로 정렬된 론처들을 나타낼 것이다. 단순화를 위해, 론처(522c)의 중심 론치 축(523c) 및 론처(522d)의 중심 론치 축(523d)이 도 6a에 예시된 유일한 중심 론치 축들이다. 그러나, 론처들(522a-522f) 각각은 유사한 론치 축들을 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

대향 론처들은 일반적으로 서로 정렬될 수 있고, 마이크로웨이브 챔버(520)의 대향 측면 상에 배치되는 하나 이상의 다른 론처들로부터 스테거(staggered)될 수 있다. 일 실시예에서, 한 쌍의 대향 론처들은 스테거된 한 쌍의 론처들일 수 있으며, 그 결과 론처들(522)의 방출 개구부들(524)은 서로 실질적 정렬에 있지 않다. 론처들(522a 및 522e)은 스테거된 구성으로 정렬된 예시적인 한 쌍의 대향 론처들을 구성한다. 스테거된 대향 론처들은 서로 축방향으로 또는 수평으로 스테거링될 수 있다. 대향 마이크로웨이브 론처들에 대해 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "축방향으로 스테거된"은 그것의 중심 론치 축들이 서로 축방향으로 이격된 론처들을 나타낼 것이다. 대향 마이크로웨이브 론처들에 대해 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "수평으로 스테거된"은 그것의 중심 론치 축들이 서로 수평으로 이격된 론처들을 나타낼 것이다. 다른 실시예에서, 한 쌍의 대향 론처들은 직접 대향 론처들일 수 있으며, 그 결과 론처 쌍의 방출 개구부들은 실질적으로 정렬된다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 론처들(522c 및 522d)은 한 쌍의 대향 론처들로서 구성된다.

일부 실시예들에서, 마이크로웨이브 가열 구역(516)은 서로 동시에 동작하는 2개 이상의 운반 라인들을 포함할 수 있다. 예시적인 다수 라인 운반 시스템(540)이 도 6b 및 도 6c에 도시된다. 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 운반 시스템(540)은 도 6b에서 화살표(560)에 의해 일반적으로 표시되는 운반 방향으로 복수의 물품들(550)을 수송하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 운반 시스템(540) 은 예를 들어 도 6b에 도시된 제 1, 제 2, 및 제 3 운반 라인들(542a-542c)과 같은 수평 이격된, 실질적으로 평행한 운반 라인들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 운반 라인들(542a-542c)은 개별 운반 시스템들을 포함하는 반면, 다른 실시예에서, 운반 라인들(542a-542c) 각각은 전반적인 운반 시스템의 부분들일 수 있다. 운반 시스템(540) 및/또는 운반 라인들(542a-542c)은 이전에 상세히 논의된 것들을 포함하여, 컨베이어 또는 운반 시스템 중 임의의 적절한 타입일 수 있다.

도 6b 및 도 6c에 도시된 마이크로웨이브 가열 시스템(516)은 2개 이상의 마이크로웨이브 론처들의 적어도 2개의 그룹들로 분할되거나 조직될 수 있는 복수의 마이크로웨이브 론처들(522)을 포함한다. 제 1, 제 2, 및 제 3 운반 라인들(542a-542c) 각각은 마이크로웨이브 론처들의 각각의 제 1, 제 2, 및 제 3 그룹들로부터 마이크로웨이브 에너지를 수용하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 론처들의 "그룹"은 일반적으로 운반 방향에 따라 위치하는 2개 이상의 축방향으로 이격된 론처들(예를 들어, 도 6에 도시된 론처 그룹(522a-522d), 론처 그룹(522e-522h), 및/또는 론처 그룹(522i-522l))을 지칭할 수 있는 반면, 다른 실시예에서, 론처들의 "그룹"은 마이크로웨이브 챔버의 상이한 측면들 상에 위치되는 하나 이상의 대향 론처들의 쌍들(예를 들어, 도 6c에 도시된 바와 같이 론처들(522a 및 522m)의 쌍을 포함하는 그룹들, 론처들(522b 및 522n)의 쌍을 포함하는 그룹, 론처들(522c 및 522o)의 쌍을 포함하는 그룹, 및 론처들(522d 및 522p)의 쌍을 포함하는 그룹)을 포함할 수 있다. 론처들의 그룹이 하나 이상의 대향 론처들의 쌍들을 포함할 때, 론처들은 도 6c에 예시된 바와 같이, 스테거된 구성(도시되지 않음)으로 배열될 수 있거나 서로 직접 대향될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 6b에서 생성기(512a)로서 도시된 적어도 하나의 생성기는 마이크로웨이브 론처들 중 적어도 하나의 그룹에 마이크로웨이브 에너지를 제공하도록 구성될 수 있다.

도 6b에서 특히 도시된 바와 같이, 인접한 운반 라인들(542)의 개별 마이크로웨이브 론처들(522)은 운반 방향에서 서로 상대적으로 스테거된 구성으로 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 동일한 측 마이크로웨이브 론처들(522a-522l)은 서로 축방향으로 스테거될 수 있다. 예를 들어, 도 6b에 도시된 실시예에서, 제 1 운반 라인(542a)과 연관된 론처들(522a-522d)은 운반 방향(560)에 대해 및/또는 그에 따라 제 2 운반 라인(542b)과 연관된 각각의 론처들(522e-522h) 각각에 관하여 스테거된 구성으로 배열된다. 동일한 측 마이크로웨이브 론처들에 관하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "축방향으로 스테거된"은 론처들의 론치 개구부들의 ½ 최대 축방향 치수보다 더 큰 거리만큼 서로 축방향으로 이격된 론처들을 나타낸다. 동일한 측 마이크로웨이브 론처들에 대해 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "수평으로 스테거된"은 론처들의 론치 개구부들의 ½ 최대 수평 치수보다 더 큰 거리만큼 서로 수평으로 이격된 론처들을 나타낸다.

부가적으로, 동일 또는 다른 실시예에서, 비인접 운반 라인들(예를 들어, 제 1 및 제 3 운반 라인들(542a, 542c))과 연관된 마이크로웨이브 론처들은 도 6b에 도시된 론처들(522i-522l)에 관하여 론처들(522a-522d)의 배열에 의해 예시되는 바와 같이, 서로에 관하여 실질적으로 정렬된 구성으로 배열될 수 있다. 대안적으로, 제 3 운반 라인(542c)과 연관된 론처들(522i-522l) 중 적어도 일부는 제 1 운반 라인(542a) 및/또는 제 2 운반 라인(542b)(도시되지 않은 실시예)의 론처들(522a-522d)에 대해 스테거될 수 있다. 인접 운반 라인들의 론처들 사이에 공간을 거의 포함하지 않는 것으로서 도 6b에 일반적으로 도시되었지만, 일 실시예에서, 일부 이격이 인접한 라인들의 론처들(예를 들어, 론처들(522a 및 522e), 론처들(522b 및 522f) 등) 사이에 존재할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 게다가, 개별 론처들(522)은 임의의 적절한 설계 또는 구성을 가질 수 있고, 일 실시예에서, 본 명세서에서 상세히 논의될 본 발명의 하나 이상의 실시예로부터 적어도 하나의 특징을 포함할 수 있다.

이제 도 7a를 참조하면, 마이크로웨이브 가열 구역(616)의 일 실시예의 부분도가 도시된다. 마이크로웨이브 가열 구역(616)은 에너지를 마이크로웨이브 챔버(620)로 방출하는 론치 개구부(624)를 정의하는 적어도 하나의 마이크로웨이브 론처(622)를 포함한다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브 론처(622)는 운반 축(642)을 따라 마이크로웨이브 챔버(620) 내로 복수의 물품들(650)을 수송하도록 구성된 운반 시스템(640) 방향으로 중심 론치 축(660)을 따라 마이크로웨이브 에너지를 방출하도록 구성된다. 일 실시예에서, 중심 론치 축(660)은 론치 경사 각도(β)가 중심 론치 축(660) 및 도 7a에 평면(662)으로서 예시된 운반 축(642)에 수직인 평면 사이에서 정의되도록 경사될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 론치 경사 각도(β)는 적어도 대략 2°, 적어도 대략 4°, 적어도 대략 5° 및/또는 대략 15°이하, 대략 10°이하, 또는 대략 8°이하일 수 있다.

이제 도 7b를 참조하면, 마이크로웨이브 가열 시스템(616)의 다른 실시예가 2개 이상의 론처들(622a-622c)을 포함하는 것으로서 도시되며, 각각은 각각의 경사된 중심 론치 축들(660a-660c)을 따라 에너지를 마이크로웨이브 챔버(620)로 방출하도록 구성된다. 마이크로웨이브 가열 시스템(616)이 2개 이상의 경사된 론처들을 포함하는 일 실시예에서, 론처들, 특히 동일한 측 론처들의 중심 론치 축들은 도 7b에 도시된 론처들(622a,622b)의 중심 론치 축들(660a,660b)에 의해 일반적으로 예시된 바와 같이 실질적으로 서로 평행하게 될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "실질적으로 평행한"은 5°이내로 평행하게 되는 것을 의미한다. 동일 또는 다른 실시예에서, 마이크로웨이브 가열 구역(616) 내에 있는 2개 이상의 론처들, 특히 대향 론처들의 중심 론치 축들은 도 7b에서 마이크로웨이브 론처들(622a,622c)의 론치 축들(660a,660c)에 의해 예시된 바와 같이, 실질적으로 평행하거나 실질적으로 정렬될 수 있다. 마이크로웨이브 가열 구역(616)이 상술된 바와 같이 배향된 중심 론치 축들을 갖는 n 경사된 마이크로웨이브 론처들을 포함할 때, 각각의 론처는 이전에 논의된 범위들 내에서 각각의 론치 경사 각도(β_n)를 정의할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 론처의 론치 경사 각도들(β_n) 각각은 실질적으로 동일할 수 있는 반면, 다른 실시예에서, 론치 경사 각도들(β_n) 중 적어도 하나는 하나 이상의 다른 론치 경사 각도들 보다 실질적으로 상이할 수 있다.

도 6a를 다시 참조하면, 마이크로웨이브 시스템(516)의 론처들(522a-f)의 론치 개구부들(524a-f) 중 적어도 하나는 적어도 부분적으로 각각의 론치 개구부(524a-524f)와 마이크로웨이브 챔버(520) 사이에 배치되는 실질적인 마이크로웨이브를 통과시키는 윈도우(526a-526f)에 의해 덮여질 수 있다. 마이크로웨이브를 통과시키는 윈도우들(526a-526f)은 론처들(522a-522f)로부터의 마이크로웨이브 에너지의 실질적인 부분이 그곳을 통해 여전히 통과하도록 허용하면서 마이크로웨이브 챔버(520)와 마이크로웨이브 론처들(522a-f) 사이에서 유체 흐름을 방지하도록 동작할 수 있다 . 윈도우들(526a-526f)은 유리 충전 테플론, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리(메틸 메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에테르이미드(PEI), 산화 알루미늄, 유리, 및 그것의 조합들과 같은 하나 이상의 열가소성 또는 유리 재료를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 임의의 적절한 재료로 만들어 질 수 있다. 일 실시예에서, 윈도우들(526a-526f)은 파괴, 균열, 또는 그렇치 않으면 결함없이 적어도 대략 4 mm, 적어도 대략 6 mm, 적어도 대략 8 mm 및/또는 대략 20 mm 이내, 대략 16 mm 이내, 또는 대략 12 mm 이내의 평균 두께를 가질 수 있고 적어도 대략 40 psi, 적어도 대략 50 psi, 적어도 대략 75 psi 및/또는 대략 200 psi 이내, 대략 150 psi 이내, 또는 대략 120 psi 이내의 압력 차이를 견딜 수 있다.

마이크로웨이브 론처 윈도우들에 대한 적절한 구성들의 수개의 실시예들이 일반적으로 도 8a-도 8c에 도시된다. 도 8a-도 8c에 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브 윈도우들(726) 각각은 선택적으로 마이크로웨이브 챔버(720)의 측벽(721)의 적어도 일부를 정의할 수 있는 챔버 측 표면(725)을 정의한다. 도 1에 도시된 일 실시예에 따르면, 윈도우(726)의 챔버 측 표면(725)은 챔버 측 표면(725)의 전체 표면적의 적어도 대략 50 퍼센트, 적어도 대략 65 퍼센트, 적어도 대략 75 퍼센트, 적어도 대략 85 퍼센트, 또는 적어도 대략 95 퍼센트가 수평으로부터 경사 각도(α)에 배향되도록 구성될 수 있다. 경사 각도(α)는 점선(762)으로 예시된 수평으로부터 적어도 대략 2°, 적어도 대략 4°, 적어도 대략 8°, 적어도 대략 10° 및/또는 대략 45°이하, 대략 30°이하, 또는 대략 15°이하일 수 있다. 다른 실시예들에서, 경사 각도(α)는 예를 들어 이러한 축들이 수평에 대해 평행할 때 마이크로웨이브 챔버(720)의 연장의 축들(762) 및/또는 운반 축들(도 8a-도 8c에 도시되지 않음) 사이에서 정의될 수도 있다.

윈도우(726)의 챔버 측 표면(725)은 론처(722)가 상술된 바와 같은 론치 경사 각도로 배향되는지에 관계없이 수평으로부터 배향될 수 있다. 일 실시예에서, 윈도우(726)가 실질적으로 평면이고 수평(도 8a에 도시된 바와 같이)으로부터 경사될 수 있는 반면, 동일 또는 다른 실시예에서, 윈도우(726)의 챔버 측 표면(725)은 하나 이상의 볼록체(도 8b에 도시된 바와 같이) 또는 오목체(도 8c에 도시된 바와 같이)를 포함할 수 있다. 챔버 측 표면(725)이 실질적으로 평면이 아닐 때, 하나 이상의(또는 n) 전체 경사 각도들은 상술된 바와 같이 형성될 수 있다. 챔버 측 표면(725)의 정확한 구성에 따라, 그에 의해 형성된 다수의 경사 각도들 은 동일 표면(725)에 의해 형성된 다른 경사 각도들과 동일하거나 상이할 수 있다.

이전에 논의된 바와 같이, 도 6a에 도시된 마이크로웨이브 론처들(522a-522f)은 임의의 적절한 구성일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 마이크로웨이브 론처(822)의 수개의 도면들이 도 9a-도 9f에 제공된다. 처음으로도 9a를 참조하면, 마이크로웨이브 론처(822)는 한 세트의 측벽들(832a,832b) 및 한 세트의 대향 단부 벽들(834a,834b)을 포함하는 것으로 예시되며, 이는 전체로서 실질적으로 직사각형 론치 개구부(838)를 정의한다. 론치 개구부(838)가 직사각형 형상의 개구부를 포함할 때, 그것은 적어도 부분적으로 측벽들(832a,832b 및834a,834b) 각각의 말단 에지들에 의해 정의된 폭(W₁) 및 깊이(D₁)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 측벽들(832a,832b)은 도 9a에서 W₁으로서 도시된 측벽들(832a, 832b)의 하부 말단 에지의 길이가 식별자(D₁)와 함께 도 9a에 도시된 단부 벽들(834a,834b)의 하부 말단 에지의 길이보다 더 크게될 수 있도록 단부 벽들(834a,834b)보다 더 넓을 수 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 측벽들(832a,832b) 및 단부 벽들(834a,834b)의 연장된 부분은 전체적으로 마이크로웨이브 에너지가 그것이 마이크로웨이브 입구(836)로부터 론처(822)에 의해 정의된 적어도 하나의 론치 개구부(838)로 전달됨에 따라 전파할 수 있는 경로(837)를 정의할 수도 있다.

마이크로웨이브 에너지를 마이크로웨이브 챔버로 방출하기 위해 사용될 때, 론치 개구부(838)는 마이크로웨이브 챔버(도시되지 않음)의 확장의 방향 또는 그 안에 물품들의 운반 방향에서 연장될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 론처(822)의 측벽들(832a,832b) 및 단부 벽들(834a,834b)은 론치 개구부(838)의 최대 치수(W₁으로서 도9a에 도시된)가 마이크로웨이브 챔버의 확장 방향 및/또는 그것을 통해서 전달하는 물품들의 운반 방향에 실질적으로 평행하게 정렬될 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 측벽들(832a,832b)의 말단 에지들이 화장의 방향(또는 운반의 방향)에 평행하게 배향될 수 있는 반면, 단부 벽들(834a,834b)들의 말단 에지들은 마이크로웨이브 챔버(도 9에 도시되지 않음) 내의 확장 및 운반의 방향에 실질적으로 수직하게 정렬될 수 있다.

도 9b 및 도 9c는 도 9a에 예시된 마이크로웨이브 론처(822)의 측벽(832) 및 단부 벽(834)의 도면들을 각각 제공한다. 측벽 또는 단부 벽(832, 834) 중 하나만이 도 9b 및 도 9c에 도시되었지만, 다른 쌍이 유사한 구성을 가질 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 일 실시예에서, 측벽(832) 및 단부 벽(834) 중 적어도 하나는 도 9b 및 도 9c에 각각 예시된 바와 같이, 입구 치수(폭(W₀) 또는 깊이 (D₀))가 출구 치수(폭(W₁) 또는 깊이(D₁))보다 더 작도록 플레어(flared)될 수 있다. 플레어될 때, 측벽 및 단부 벽들(832, 834) 각각은 도 9b 및 도 9c에 도시된 바와 같이 각각의 폭(θ_W) 및 깊이 플레어 각도(θ_d)들 정의한다. 일 실시예에서, 폭(θ_W) 및/또는 깊이 플레어 각도(θ_d)들은 적어도 대략 2°, 적어도 대략 5°, 적어도 대략 10°, 또는 적어도 대략 15° 및/또는 대략 45°이하, 대략 30°이하, 또는 대략 15°이하일 수 있다. 일 실시예에서, 폭(θ_W) 및 깊이 플레어 각도(θ_d)들은 동일할 수 있는 반면, 다른 실시예에서, (θ_W) 및 (θ_d)에 대한 값들은 상이할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 깊이 플레어 각도(θ_d)는 폭 플레어 각도(θ_W)보다 더 작을 수 있다. 어떤 실시예들에서, 깊이 플레어 각도(θ_d)는 대략 0°이하가 될 수 있으며, 그 결과 마이크로웨이브 론처(822)의 입구 깊이(D₀) 및 출구 치수(D₁)는 도 9d에 도시된 실시예에서 예시된 바와 같이 실질적으로 동일하다. 다른 실시예에서, 깊이 플레어 각도(θ_d)는 0°미만일 수 있으며, 그 결과 D₁은 도 9e에 도시된 바와 같이 D₀보다 더 작다. 마이크로웨이브 론처(822)가 0°미만의 깊이 플레어 각도를 포함하고/하거나 론치 개구부(838)의 깊이(D₁)가 마이크로웨이브 입구(836)의 깊이(D₀)보다 더 작을 때, 마이크로웨이브 론처(822)는 일반적으로 역 프로파일을 갖는 테이퍼드 론처일 수 있다. 마이크로웨이브 론처(822)가 n 론치 개구부들을 포함하는 일 실시예에서, 개구부들 중 1과 n 사이는 론처의 입구의 깊이 및/또는 폭보다 작거나 동일한 깊이 및/또는 폭을 가질 수 있다. 다수 개구부 론처들의 추가 실시예들이 이하 상세히 논의될 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 론치 개구부(838)의 깊이(D₁)는 단지 대략 0.625λ, 대략 0.5λ 이하, 대략 0.4λ 이하, 대략 0.35λ 이하 또는 대략 0.25λ 이하가 될 수 있으며, λ는 론치 개구부(838)로부터 방출되는 마이크로웨이브 에너지의 지배적 모드의 파장이다. 이론에 의해 얽매이는 것을 희망하지는 않지만, 론치 개구부(838)의 깊이(D₁)를 최소화하는 경우, 론치 개구부(838)에 근접하여 생성되는 마이크로웨이브 필드는 더 큰 깊이들을 갖는 론처들에 의해 생성되는 것보다 더 안정하고 균일하다는 것으로 생각된다. 마이크로웨이브 론처(822)가 n 론치 개구부들을 포함하는 일 실시예에서, 각각의 론치 개구부(d_n)의 깊이는 대략 0.625λ이하, 대략 0.5λ 이하, 대략 0.4λ 이하, 대략 0.35λ 이하 또는 대략 0.25λ 이하일 수 있다. 마이크로웨이브 론처(822)가 다수의 개구부들을 갖을 때, 각각의 개구부는 동일 론처의 다른 론치 개구부들 중 하나 이상과 동일하거나 상이한 깊이를 가질 수 있다.

이제 도 10a-도 10c를 참조하면, 본 명세서에서 설명된 마이크로웨이브 가열 시스템들에서 사용하기에 적절한 마이크로웨이브 론처(922)의 다른 실시예는 이로부터 마이크로웨이브 에너지를 방출하기 위해, 론치 또는 방출 개구부들(938a-938c)로서 도시된 단일 마이크로웨이브 입구(936) 및 2개 이상의 론치 개구부들을 포함하는 것으로서 예시된다. 도 10a-도 10c에 예시된 마이크로웨이브 론처(922)는 제 1, 제 2, 및 제 3 이격된 론치 개구부들(938a-938c)을 포함하며, 이는 서로 수평으로 이격된다. 3개의 론치 개구부들을 정의하는 것으로서 본 명세서에 기술되었지만, 그것은 론처(922)가 적어도 2, 적어도 3, 적어도 4 및/또는 10 이하, 8 이하, 또는 6 이하를 포함하는 임의의 적절한 수의 론치 개구부들을 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 제 1, 제 2, 및 제 3 론치 개구부들(938a-938c) 각각 사이의 이격은 적어도 대략 0.05λ, 적어도 대략 0.075λ, 또는 적어도 대략 0.10λ, 및/또는 대략 0.25λ 이하, 대략 0.15λ 이하, 또는 대략 0.1λ 이하일 수 있으며, λ는 론처(922)로부터 방출되는 마이크로웨이브 에너지의 지배적 모드의 파장이다.

일 실시예에서, 제 1, 제 2, 및 제 3 론치 개구부들 각각은 도 10a-도 10c에 도시된 바와 같이, 론처(922)의 내부 내에 배치되는 하나 이상의 분할 격벽(또는 격벽들)(940a,940b)에 의해 분리된다. 격벽들(940a,940b)은 전형적으로 방출 개구부들(938a-938c) 사이에서 원하는 이격과 동일한 두께를 갖는다. 마이크로웨이브 론처가 n 격벽들을 구비할 때, 마이크로웨이브 론처(922)는 도 10c에 특히 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브 입구(836) 및 론치 개구부들(938a-938c) 각각 사이에 정의된 (n+1) 분리된 론치 개구부들 및 (n+1) 분리 마이크로웨이브 경로들(937a-937c)을 정의한다. 도 10c에 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브 경로들(937a-937c) 각각은 길이(L₁-L₃)를 가지며, 이는 입구(936)에서 각각의 론치 개구부(938a-938c)에 수직인 포인트까지 확장한다. L₁-L₃ 각각은 실질적으로 동일할 수 있거나, L₁, L₂, 및 L₃ 중 적어도 하나는 실질적으로 상이할 수 있다. 도 10c에 특히 도시된 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 경로들(937a-937c)은 하나 이상의 다른 경로들(937a-937c)보다 더 길 수 있다.

하나 이상의 경로들(937a-937c)이 하나 이상의 다른 경로들보다 상이한 길이들일 때, 경로들(937a-937c)의 치수들(L₁, L₂, 및/또는 L₃)은 그것을 통해 전파하는 마이크로웨이브 에너지의 위상 속도가 더 짧은 경로들(예를 들어, 도 10c에서 L₂)을 통해서보다 더 긴 마이크로웨이브 경로들(예를 들어, 도 10c에서 L₁ 및 L₃) 내에서 더 빠른 속도로 가속하도록 조정될 수 있다. 이론에 의해 얽매이는 것을 희망하지 않지만, 그것은 그러한 조절이 개별 파 부분들의 균일한 동기화를 보장하기 위해 수행되는 것에 의해, 마이크로웨이브 에너지가 챔버(520)로 방출됨에 따라 균일한 파면을 생성할 수 있는 것으로 가정된다. 마이크로웨이브 론처(922)가 단일 격벽을 포함할 때, 단지 2개의 마이크로웨이브 경로들이 생성되고(도시되지 않은 실시예) 각각의 경로의 길이는 실질적으로 동일하다. 결과적으로, 동일 길이 경로들을 통해 전달하는 마이크로웨이브 에너지의 위상 속도의 제어는 거의 필요로하지 않을 수 있다.

동일 또는 다른 실시예에서, 론치 개구부들(938a-938c) 각각은 도 10b에 전체적으로 도시된 바와 같이 깊이(d_1-3)를 정의할 수 있다. 일 실시예에서, 깊이들(d₁ 내지 d₃) 각각은 실질적으로 동일한 반면, 다른 실시예에서, 깊이들(d₁ 내지 d₃) 중 적어도 하나는 상이할 수 있다. 이전에 논의된 바와 같이, d₁ 내지 d₃ 중 하나 이상은 대략 0.625 λ 이하, 대략 0.5 λ 이하, 대략 0.4 λ 이하, 대략 0.35 λ 이하, 또는 대략 0.25 λ 이하일 수 있으며, λ는 론치 개구부(938a-938c)로부터 방출되는 마이크로웨이브 에너지의 지배적 모드의 파장이다. 게다가, 일 실시예에서, d₁ 내지 d₃ 중 적어도 하나는 이전에 상세히 논의된 바와 같은 입구(936)의 깊이(d₀)보다 작거나 동일할 수 있다. 도 10b에 도시된 바와 같이, 론치 개구부들(938a-938c) 각각의 깊이들(d_1-3)은 존재할 때 격벽들(940a,940b)의 두께를 포함하지 않는다.

도 6a를 다시 참조하면, 일 실시예에서, 마이크로웨이브 가열 구역(516)의 마이크로웨이브 분배 시스템(514)은 복수의 론처들(522a-522c 및 522d-522f)을 통해 챔버(520)로 마이크로웨이브 에너지를 할당하거나 분배하기 위한 적어도 하나의 마이크로웨이브 분배 매니폴드(525a,525b)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 분배 매니폴드(525a,525b)는 마이크로웨이브 론처들(522a-522f)중 적어도 일부로부터 방출되기 전에 생성기(512)로부터의 마이크로웨이브 에너지를 2개 이상의 분리 부분들로 분할하도록 구성된 적어도 3개의 마이크로웨이브 할당 디바이스들을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "마이크로웨이브 할당 디바이스"는 미리 결정된 비율에 따라, 마이크로웨이브 에너지를 2개 이상의 분리 부분들로 분할하도록 동작하는 임의의 디바이스 또는 아이템을 언급한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "미리 결정된 전력 비율"은 특정 마이크로웨이브 할당 디바이스에서 배출되는 각각의 결과 분리 부분의 전력의 양의 비율을 언급한다. 예를 들어, 그것을 통해서 전달하는 전력을 1:1 전력 비율로 분할하도록 구성된 마이크로웨이브 할당 디바이스는 그곳에 도입된 전력을 2개의 실질적으로 동일한 부분들로 분할하도록 구성될 것이다.

그러나, 본 발명이 일 실시예에서, 도 6a에서 유도성 아이리스들(570a-570h) 및 "T-형상" 또는 양방향 스플리터(572)로서 도시된 마이크로웨이브 분배 시스템(514)의 마이크로웨이브 할당 디바이스들 중 적어도 하나는 1:1이 아닌 미리 결정된 전력 비율을 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 마이크로웨이브 할당 디바이스들(570a-570h 또는 572) 중 하나 이상은 적어도 대략 1:1.5, 적어도 대략 1:2, 적어도 대략 1:3 및/또는 대략 1:10 이하, 대략 1:8 이하, 또는 대략 1:6 이하의 미리 결정된 전력 비율에 따라 그것을 통해 전달하는 마이크로웨이브 에너지를 분할하도록 구성될 수 있다.

마이크로웨이브 분배 시스템(514)에 의해 이용되는 할당 디바이스들(570a-570h 및/또는 572) 각각은 동일 비율에 따라 에너지를 방출하도록 구성될 수 있고, 할당 디바이스들(570a-570h) 중 하나 이상은 상이한 전력 비율에서 구성될 수 있다. 할당 디바이스들(570a-570h 및 572)은 실질적으로 동일한 양의 전력이 론처들(522a-522f) 각각으로부터 나아가도록 구성될 수 있는 반면, 다른 실시예에서, 할당 디바이스들(570a-570h 및 572)은 전체적으로 더 적은 전력이 론처들(522a-522f)의 나머지를 통해 방출되는 상태에서, 더 많은 전력이 하나 이상의 론처들(522a-f)로 전환되고 그것으로부터 방출되도록 설계될 수 있다. 시스템 내에서 마이크로웨이브 에너지 할당의 패턴 또는 전체 구성 뿐만 아니라, 마이크로웨이브 할당 디바이스들(570a-570h 및 572) 각각에서 이용되는 특정 전력 비율들은 예를 들어 가열되는 물품들의 타입, 마이크로웨이브 가열 구역(516)의 원하는 동작 조건들, 및 다른 유사한 인자들을 포함하는 다양한 인자들에 의존할 수 있다.

동작에서, 마이크로웨이브 전력의 최초 양은 마이크로웨이브 분배 시스템(514)으로 도입될 수 있고 그거이 스플리터(572)를 통해 전달함에 따라 2개의 부분들로 분할될 수 있다. 일 실시예에서, 스플리터(572)로부터 방출되는 마이크로웨이브 에너지의 두 부분들은 대략 동일한 전력일 수 있는 반면, 다른 실시예에서, 두 부분들 중 하나는 다른 것보다 더 많은 전력을 가질 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 각각의 부분은 각각의 매니폴드(525a, 525b)에 전달할 수 있고, 선택적으로 매니폴드(525a, 525b)에 들어가기 전에 위상 시프팅 디바이스(530)를 통해 전달한다. 이제 마이크로웨이브 분배 매니폴드(525a)에 대해 설명됨에 따라, 유사한 동작이 도 6a에 도시된 하부 매니폴드(525b)에 적용할 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

그 다음에, 스플리터(572) 및 선택적으로 위상 시프팅 디바이스(530)로부터 나가는 마이크로웨이브 전력은(그것의 실시예들은 아래에 상세히 논의될 것임) 아이리스(570a)로서 도시된 마이크로웨이브 할당 디바이스를 통해 전달할 수 있으며, 그 결과 전력은 제 1 론치 마이크로웨이브 부분 및 제 1 분배 마이크로웨이브 부분으로 분할될 수 있다. 제 1 론치 마이크로웨이브 부분은 론처(522a)를 향하여 지향될 수 있고 출구(524a)를 통해 방출될 수 있다. 제 1 분배 마이크로웨이브 부분은 부가 마이크로웨이브 론처들(522b,522c)을 향하여 도파로(518) 아래로 전파될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 론치 마이크로웨이브 부분과 아이리스(570a)로부터 나오는 제 1 분배 마이크로웨이브 부분의 전력 비율은 대략 1:1 이하, 대략 0.95:1 이하, 대략 0.90:1 이하, 0,80:1 이하, 대략 0.70:1 이하 또는 0.60:1 이하일 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 분배 마이크로웨이브 부분에 대한 제 1 론치 마이크로웨이브 부분의 전력 비율은 1:1이 아니다.

제 1 분배 마이크로웨이브 부분이 론처들(522b,522c)을 향하여 전파됨에 따라, 그것은 그 후 론치 출구(524b)를 통해 방출될 론처(522b)를 향하여 지향되는 제 2 론치 마이크로웨이브 부분, 및 론처(522c)를 향하여 도파로(518) 아래로 전파하는 제 2 분배 마이크로웨이브 부분으로 분배될 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 론치 마이크로웨이브 부분과 제 2 분배 마이크로웨이브 부분의 비율은 적어도 대략 0.80:1, 적어도 대략 0.90:1, 적어도 대략 0.95:1 및/또는 대략 1.2:1 이하, 대략 1.1:1 이하, 대략 1.05:1 이하이거나, 대략 1:1일 수 있다. 그 후에, 마이크로웨이브 에너지의 나머지(예를 들어, 제 2 분배 마이크로웨이브 부분의 전체)는 이때 최종 마이크로웨이브 론처(522c)로 지향되고 론치 출구(524c)로부터 방출될 수 있다.

다른 실시예(도 6a에 도시되지 않음)에 따르면, 마이크로웨이브 분배 시스템(514)은 3개 이상의 론처들을 갖는 마이크로웨이브 분배 매니폴드(525a,525b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로웨이브 분배 매니폴드(525)가 n 론처들을 포함할 때, 분배의 (n-1)번째 단계를 제외한 모든 것은 마이크로웨이브 부분에 대한 론치 마이크로웨이브 부분의 비율이 1:1이 아니도록 수행될 수 있다. (n-1)번째 단계를 제외한 단계들 각각에 대해, 전력 비율은 대략 1:1 이하, 대략 0.95:1 이하, 대략 0.90:1 이하, 0,80:1 이하, 대략 0.70:1 이하 또는 0.60:1 이하일 수 있는 반면, (n-1)번째 분배 단계는 론치 마이크로웨이브 부분과 제 2 분배 마이크로웨이브 부분의 비율이 적어도 대략 0.80:1, 적어도 대략 0.90:1, 적어도 대략 0.95:1 및/또는 대략 1.2:1 이하, 대략 1.1:1 이하, 대략 1.05:1 이하이거나, 대략 1:1이 될 수 있도록 수행될 수 있다. 그 다음에, 그것의 전체 또는 대부분에서, (n-1)번째 분배 마이크로웨이브 부분은 n 번째 마이크로웨이브 론처를 통해 마이크로웨이브 챔버로 방출될 n 번째 론치 마이크로웨이브 부분으로서 전달될 수 있다.

마이크로웨이브 분배 시스템(514) 내에 위치되는 하나 이상의 아이리스들(570a-570h)에 부가하여, 론처들(522) 중 하나 이상은 도 11a 및 도 11b에 예시된 일 실시예에서 도시된 바와 같이, 론처 내에 배치된 적어도 하나의 유도성 아이리스를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 아이리스들(570b 및/또는 570d) 중 하나 이상은 도 6a에 도시된 도파로 내에 배치되기 보다는 론처들(522a 및/또는 522b) 내에 각각 배치될 수 있다.

그 안에 배치된 유도성 아이리스를 포함하는 마이크로웨이브 론처(1022)의 일 실시예가 도 11a에 도시된다. 론처(1022)는 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 그것의 마이크로웨이브 입구(1036) 및 하나 이상의 론치 개구부들(1038) 사이에 설치되는 적어도 하나의 유도성 아이리스(1070)를 포함할 수 있다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 아이리스(1070)는 론처(1022)의 대향 측면들 상에 배치된 한 쌍의 유도성 아이리스 패널들(1072a,1072b)에 의해 정의될 수 있다. 론처(1022)의 협폭 대향 단부 벽들(1034a,1034b)에 결합되어 있는 것으로 예시되었지만, 제 1 및 제 2 아이리스 패널들(1072a,1072b)은 론처(1022)의 광폭 대향 측벽들(1032a,1032b)에 결합될 수도 있다는 점이 이해되어야 한다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 아이리스 패널들(1072a,1072b)은 경로(1037)를 통한 마이크로웨이브 전파의 방향에 일반적으로 횡단하는 방향에서 마이크로웨이브 입구(1036) 및 론치 개구부(1038) 사이에 정의된 마이크로웨이브 경로(1037) 안쪽으로 확장한다. 일 실시예에서, 아이리스 패널들은 그들이 배치된 위치에서 마이크로웨이브 경로(1037)의 전체 영역의 적어도 대략 25 퍼센트, 적어도 대략 40 퍼센트, 또는 적어도 대략 50 퍼센트 및/또는 대략 75 퍼센트 이하, 대략 60 퍼센트 이하, 또는 대략 55 퍼센트 이하를 방해한다. 마이크로웨이브 론처(1022)가 도 11c에 도시된 바와 같이 2개 이상의 론치 개구부들을 포함할 때, 제 1 및 제 2 아이리스 패널들(1072a,1072b)은 론처(1022)의 론치 개구부들(1038a-1038c) 각각에 대한 적어도 일부를 방해하도록 구성될 수 있다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 아이리스 패널들(1072a,1072b)은 실질적으로 동일 평면일 수 있고 마이크로웨이브 론처(1022)의 중심 론치에 대해 실질적으로 수직으로 배향될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 아이리스 패널들(1072a,1072b)은 마이크로웨이브 입구(1036) 및 마이크로웨이브 론처(1022)의 론치 개구부(1038) 둘 다로부터 이격될 수 있다. 예를 들어, 아이리스 패널들(1072a,1072b)은 마이크로웨이브 입구(1036)와 론처(1022)의 론치 개구부(1038) 사이의 최소 거리의 적어도 대략 10 퍼센트, 적어도 대략 25 퍼센트, 또는 적어도 대략 35 퍼센트에 만큼 론처(1022)의 마이크로웨이브 입구(1036)로부터 이격될 수 있다. 게다가, 아이리스 패널들(1072a,1072b)은 마이크로웨이브 입구(1036)와 론처(1022)의 론치 개구부(1038) 사이에서 측정된 최대 거리(L)의 적어도 대략 10 퍼센트, 25 퍼센트, 또는 35 퍼센트 만큼 론처(1022)의 론치 개구부(1038)로부터 이격될 수 있다.

다시 도 6a를 참조하면, 마이크로웨이브 분배 시스템(514)은 마이크로웨이브 가열 챔버(520) 내에서 생성된 마이크로웨이브 필드의 균일성 및/또는 강도를 증가시키는 하나 이상의 디바이스들을 더 포함하는 것으로서 예시된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 마이크로웨이브 분배 시스템(514)은 개별 가열 구역들(580a-580c) 각각의 내에서 생성된 마이크로웨이브 필드의 보강 간섭 대역들의 위치 및 힘을 수정하고/하거나 제어하도록 설계된 하나 이상의 디바이스들을 포함할 수 있으며, 이는 론처들의 쌍들(522a 및 522f, 522b 및 522e, 및 522c 및 522d) 사이에 각각 정의된다. 일 실시예에서, 그러한 디바이스는 그것을 통해 전달하는 마이크로웨이브 에너지의 위상을 주기적으로 시프트하도록 동작할 수 있는 디바이스(530)로서 도 6a에 개략적으로 표현된 위상 시프팅 디바이스일 수 있다.

마이크로웨이브 챔버(520) 내의 운반 시스템(540)을 따라 이동함에 따라, 각각의 물품(550)은 각각의 개별 가열 구역(580a-580c) 내에서 적어도 대략 2 초, 적어도 대략 10 초, 적어도 대략 15 초 및/또는 대략 1 분 이하, 대략 45 초 이하, 또는 대략 30 초 이하의 평균 체류 시간(τ)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 물품들(550)에 대한 평균 체류 시간(τ)은 위상 시프팅 디바이스(530)가 구성되기 위한 위상 시프팅 레이트(t)보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 개별 가열 구역들(580a-580c) 중 하나를 통해 전달하는 물품들의 평균 체류 시간과 디바이스(530)의 위상 시프팅 레이트의 비율(τ:t)은 적어도 대략 2:1, 적어도 대략 3:1, 적어도 대략 4:1, 적어도 대략 5:1 및/또는 대략 12:1 이하, 대략 10:1 이하, 또는 대략 8:1 이하일 수 있다.

위상 시프팅 디바이스(530)는 마이크로웨이브 분배 시스템(514)을 통해 전달하는 마이크로웨이브 에너지의 위상을 신속하고 주기적으로 시프팅하는 임의의 적절한 디바이스 일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 위상 시프팅 디바이스(530)는초당 적어도 대략 1,5 사이클들, 초당 적어도 대략 1.75 사이클들, 또는 초당 적어도 대략 2.0 사이클들 및/또는 초당 대략 10 사이클들 이하, 초당 대략 8 사이클들 이하, 및/또는 초당 대략 6 사이클들의 위상 시프팅 레이트(t)로 그것을 통해서 전달하는 마이크로웨이브 에너지를 시프트하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "위상 시프팅 레이트"는 초당 수행된 완벽한 위상 시프트의 수를 언급한다. "완벽한 위상 시프트사이클"은 0°에서 180°로 다시 0°로의 위상 시프트를 언급한다. 단일 위상 시프팅 디바이스(530)를 포함하는 것으로 도시되었지만, 위상 시프팅 디바이스들 중 임의의 적절한 수가 마이크로웨이브 분배 시스템(514) 내에서 이용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

일 실시예에서, 위상 시프팅 디바이스(530)는 실린더 내에서 일반적으로 선형(예를 들어, 상하 운동)으로 이동되도록 구동가능한 플런저 타입 튜닝 디바이스를 포함할 수 있고 그 결과 그곳을 통해 전달하는 마이크로웨이브 에너지의 위상이 주기적으로 시프트되게 한다. 도 12a 및 도 12b는 마이크로웨이브 분배 시스템(514)에서 사용하기에 적절한 플런저 타입 튜닝 디바이스(1130a,1130b)의 2개의 실시예들을 예시한다. 도 12a는 자동 드라이버(1136)를 통해 단일 실린더(1134) 내에서 이동하도록 동작할 수 있눈 하나의 플런저(1132)를 포함하는 단일 플런저 위상 시프팅 디바이스(1130a)를 도시한다. 도 12b는 수개의 대응 실린더들(1134a-d) 내에서 배치되고 이동하도록 동작할 수 있는 복수의 플런저들(1132a-1132d)을 포함하는 멀티 플런저 위상 시프팅 디바이스를 포함하는 위상 시프팅 디바이스의 다른 실시예를 예시한다. 플런저들(1132a-1132d)은 단일 자동 드라이버(1136)에 의해 구동될 수 있으며, 이는 회전가능 캠 샤프트(1138)를 통해 플런저들(1132a-1132d) 각각에 연결될 수 있다. 플런저 타입 튜닝 디바이스들(1130a,1130b) 중 어느 하나는 예를 들어 짧은 슬롯 하이브리드 결합기(도 12a 및 도 12b에 도시되지 않음)와 같은 결합기에 연결될 수 있고 상술된 바와 같은 위상 시프팅 디바이스(530)로서 마이크로웨이브 분배 시스템(514)에 이용될 수 있다.

적절한 위상 시프팅 디바이스의 다른 실시예가 도 13a-도 13e에 도시된다. 도 12a 및 도 12b에 예시된 위상 시프팅 또는 튜닝 디바이스들과 대조하여, 도 13a-도 13e에 예시된 위상 시프팅 디바이스들은 회전가능 위상 시프팅 디바이스들이다. 예를 들어, 도 13a-도 13c에 도시된 바와 같이, 회전가능 위상 시프팅 디바이스(1230), 또한 가변 위상 단락 회로로서 지칭되는 일 실시예는 제 1 실질적 직사각형 개구부(1212) 및 상기 제 1 개구부(1212) 근처에 위치되는 회전가능 단면(1240)을 정의하는 고정 단면(1210)을 포함할 수 있다. 도 13a에 도시된 바와 같이, 갭(1213)은 회전가능 단면(1240)과 고정 단면(1210) 사이에서 정의될 수 있고, 일 실시예에서, 마이크로웨이브 초크(도시되지 않음)는 고정 및 회전가능 단면들(1210 및 1240)로부터 마이크로웨이브 에너지의 누출을 방지하기 위해 갭(1213) 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다.

회전가능 단면(1240)은 하우징(1242) 및 하우징(1242) 내에 수용되며 복수의 멀리 이격되고, 실질적으로 평형한 플레이트들(1244a-1244d)을 포함한다. 도 13a에 도시된 바와 같이, 하우징(1242)은 제 1 단부(1243a) 및 제 2 단부(1243b)를 포함하고 제 1 단부(1243a)는 고정 단면(1210)의 제 1 직사각형 개구부(1212)에 인접한 제 2 개구부(1246)를 정의한다. 도 13a에서 화살표들(1290, 1292)에 의해 표시된 바와 같이, 회전가능 단면(1240)은 도 13a-도 13c에 전체적으로 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 개구부들(1212, 1246)을 통해 확장하는 회전의 축들(1211)에 대해 고정 단면(1210)에 대해 회전되도록 구성될 수 있다.

도 13b 및 도 13c에 특히 도시된 바와 같이, 하우징(1242)은 길이(L_H), 폭(W_H), 및 깊이(D_H)를 갖는다. 일 실시예에서, L_H, W_H, 및 D_H 중 적어도 하나는 적어도 대략 0.5 λ, 적어도 대략 0.65 λ, 적어도 대략 0.75 λ 및/또는 대략 1 λ 이하, 대략 0.9 λ 이하, 또는 대략 0.75 λ 이하이며, λ는 가변 위상 단락 회로(1230)가 제 1 및 제 2 개구부들(1212 및 1246) 사이에서 전달되도록 구성된 마이크로웨이브 에너지의 파장이다. 일 실시예에서, W_H 및 D_H중 적어도 하나는 적어도 대략 0.5 λ 이고 둘 다 대략 λ이하이다. 도 13a-도 13c에 전체적으로 도시된 바와 같이, 하우징(1242)의 단면 형상은 실질적으로 정사각형이며, 그 결과 W_H:D_H의 비율은대략 1.5:1 이하, 대략 1.25:1 이하, 또는 대략 1.1 :1 이하이다.

고정 단면(1210)은 임의의 적절한 형상 또는 크기일 수 있고 원형 또는 직사각형 도파로를 포함할 수 있다. 도 13d에 도시된 일 실시예에서, 제 1 실질적 직사각형 개구부(1212)는 W_R:D_R의 비율이 적어도 대략 1.1:1, 적어도 대략 1.25:1, 또는 적어도 대략 1.5:1이도록 폭(W_R) 및 깊이(D_R)를 가질 수 있다. 고정 단면(1210)의 제 1 개구부들(1212)의 폭 및 회전가능 단면(1240)의 제 2 개구부(1246)의 폭은 실질적으로 동일하며, 그 결과 비율 W_H:W_R은 적어도 대략 0.85:1, 적어도 대략 0.95:1, 또는 적어도 대략 0.98:1 및/또는 대략 1.15:1 이하, 대략 1.05:1 이하, 또는 대략 1.01:1 이하이다.

도 13a에 전체적으로 도시된 바와 같이, 플레이트들(1244a-1244d) 각각은 하우징(1242)의 제 2 단부(1243b)에 결합될 수 있고 제 1 및 제 2 개구부들(1212 및 1244)을 향한 방향에서 하우징(1242)의 제 1 단부(1243a)를 향해 일반적으로 확장될 수 있다. 플레이트들(1244a-1244d) 각각은 적어도 대략 0.1λ, 적어도 대략 0.2λ, 적어도 대략 0.25λ 및/또는 대략 0.5λ 이하, 대략 0.35λ 이하, 또는 대략 0.30λ 이하의 도 13b에서 Le로서 도시된 확장 거리 또는 길이를 가질 수 있다. 부가적으로, 도 13c에 특히 도시된 바와 같이, 플레이트들(1244a-1244d) 중 하나 이상은 적어도 대략 0.01λ, 적어도 대략 0.05λ 및/또는 대략 0.1Oλ 이하, 또는 대략 0.075λ이하의 두께(k)를 가질 수 있으며, λ는 제 1 개구부(1212)를 통해 하우징(1242)으로 도입되는 마이크로웨이브 에너지의 파장이다. 인접한 플레이트들(1244a-1244d)은 각각의 플레이트의 두께 보다 더 크고, 대략 동일하고, 또는 더 작을 수 있는 이격 거리(j) 만큼 떨어져서 이격될 수 있다. 일 실시예에서, j는 적어도 대략 0.01λ, 적어도 대략 0.05λ 및/또는 대략 0.10λ 이하, 또는 대략 0.075λ 이하일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 도 13c에서 음영 지역들로서 일반적으로 예시된 플레이트들(1244a-1244d)의 원위 단부들의 누적 표면적과 도 13c에서 비 음영 지역들로서 일반적으로 예시된 하우징(1242)의 제 2 단부(1243b) 전체 내부 노출 표면적의 비율은 적어도 대략 0.85:1, 적어도 대략 0.95:1, 또는 적어도 대략 0.98:1 및/또는 대략 1.15:1 이하, 대략 1.10:1 이하, 또는 대략 1.05:1 이하일 수 있다.

가변 위상 단락 회로(1230)는 도 13a에 예시된 바와 같이 회전 축들(1211)에 대해 적어도 대략 50 rpm(revolutions per minute), 적어도 대략 100 rpm, 적어도 대략 150 rpm 및/또는 대략 1000 rpm 이하, 대략 900 rpm 이하, 또는 대략 800 rpm 이하의 속도로 회전하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 회전가능 가변 위상 단락 회로(1230)의 이동의 적어도 일부는 자동 드라이버 및/또는 자동 제어 시스템(도시되지 않음)에 결합되는 액추에이터(1270)를 통해 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 움직임의 적어도 일부는 수동으로 수행될 수 있고 옵션으로 비회전 주기들을 포함할 수 있다.

도 6a의 마이크로웨이브 분배 시스템(514)에서 사용하기에 적절한 다른 회전가능 위상 시프팅 디바이스들(1233 및 1235)의 부가 실시예들이 도 13e 및 도 13f에 각각 예시된다. 도 13e에 도시된 실시예에서 도시된 바와 같이, 회전가능위상 시프팅 디바이스(1233)는 도파로(1243) 내에 배치된 플런저(1241)에 고정 로드(1239)를 통해 결합된 회전가능 크랭크 부재(1237)를 포함할 수 이다. 크랭크 부재(1237)가 화살표(261)에 의해 표시된 바와 같이 회전함에 따라, 로드(1239)는 도 13e에서 화살표(1263)에 의해 표시되는 바와 같이 도파로(1243) 내에서 피스톤 또는 플런저(1241)의 일반적 상하 이동을 용이하게 한다. 회전 가능 위상 시프팅 디바이스(1235)의 다른 실시예가 폴로어 로드(1247)에 결합되는 캠(1245)을 포함하는 것으로서 도 13f에 도시되며, 이는 도파로(1243) 내에 배치된 플런저(1241)와 통합되거나 결합된다. 캠(1245)이 회전함에 따라, 폴로어 로드(1247)는 화살표(1263)에 의해 일반적으로 지시되는 바와 같이 실린더(1243) 내에서 일반적인 상하 운동으로 플런저 또는 피스톤(1241)을 이동한다. 부가적으로, 일 실시예에 따르면, 회전가능위상 시프팅 디바이스(1235)는 상승 방향으로 도파로(1243) 내의 플런저(1241)의 이동을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 바이어싱 디바이스들(1249)(예를 들어, 하나 이상의 스프링들)을 더 포함할 수 있다.

회전가능 위상 시프팅 디바이스로서 이용되는 것에 부가하여, 가변 위상 단락 회로(1230)(또는, 옵션으로, 회전가능 위상 시프팅 디바이스들(1233, 1235))은 예를 들어 불필요한 반사들을 조정하거나 취소하는 임피던스 튜너로서 및/또는 생성기의 주파수를 공동의 그것과 매칭시키는 주파수 튜너로서와 같은 튜닝 디바이스로서 사용되도록 구성될 수도 있다.

이제 도 14a를 참조하면, 반사 전력을 취소하거나 최소화하는 임피던스 튜너로서 2개의 가변 위상 단락 회로들(1330a,1330b)을 이용하는 마이크로웨이브 분배 시스템(1314)의 일 실시예가 예시된다. 도 14a에 도시된 바와 같이, 가변 위상 단락 회로들(1330a,1330b) 각각은 결합기(1340)의 인접 출구들에 연결될 수 있으며, 이는 짧은 슬롯 하이브리드 결합기일 수 있다. 동작에서, 가변 위상 단락 회로들(1330a,1330b) 각각은 임피던스 튜너가 마이크로웨이브 론처(1322)로부터 반사된 에너지를 생성기(1312)를 향해 다시 조정하도록 개별적으로 원하는 위치에 조정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 가변 위상 단락 회로들(1330a,1330b) 중 하나 또는 둘은 가열되는 물품들의 반사 계수에서 변화들을 수용하기 위해 마이크로웨이브 프로세스 동안 필요에 따라 더 조정될 수 있다. 일 실시예에서, 추가 조정들은 자동 제어 시스템(도시되지 않음)을 사용하여 적어도 부분적으로 수행될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 바와 같은 가변 위상 단락 회로들은 동공의 주파수를 생성기의 주파수에 매칭시키기 위한 주파수 튜너들로서 이용될 수도 있다. 이러한 실시예에 따르면, 도 14b에서 가변 위상 단락 회로(1330c)로서 도시된 하나 이상의 가변 위상 단락 회로들은 공진 마이크로웨이브 챔버(1320)을 따라 이격된 개별 포트들에 직접 결합될 수 있다. 이러한 실시예에서, 가변 위상 단락 회로(1330c)는 지속적이고 또는 산발적으로 회전될 수 있고 그것의 위치는 마이크로웨이브 챔버(1320) 내의 변화들 및/또는 그 안에서 처리되는 물품들에 따라 수동으로 또는 자동으로 조정될 수 있다. 가변 위상 단락 회로(1330c)의 이러한 조정의 결과로서, 공동 내의 마이크로웨이브 에너지의 주파수는 생성기(도시되지 않음)의 주파수에 더 밀접하게 매칭될 수 있다.

다시 도 6a에 도시된 마이크로웨이브 가열 시스템(510)을 참조하면, 마이크로웨이브 챔버(520)를 통해 전달되는 물품들(550)의 보다 철저하고/하거나 보다 효과적인 가열은 예를 들어 물품들과 주위 유체 매체 사이의 열 전달 계수를 증가시킴으로써 수행될 수 있다. 마이크로웨이브 가열 챔버(1420) 내의 열 전달 계수에서 변화들을 통해 물품들(1450)의 더 빠르고 더 효과적인 가열을 용이하게하도록 구성된 마이크로웨이브 챔버(1420)의 일 실시예가 도 15a에 예시된다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 챔버(1420) 내의 열 전달 계수는 적어도 부분적으로 예를 들어하나 이상의 유체 제트들을 마이크로웨이브 챔버(1420)의 내부로 격렬히 방출하도록 구성된 하나 이상의 유체 제트 교반기들(1430a-1430d)과 같은 하나 이상의 교반 디바이스들를 사용하여 챔버(1420) 내의 가스 또는 액체 매체를 교반함으로써 증가될 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 챔버(1420)로 방출되는 유체 제트들은 액체 또는 증기 제트일 수 있고 적어도 대략 4500, 적어도 대략 8000, 또는 적어도 대략 10,000의 레이놀즈 수를 가질 수 있다.

구조적으로, 유체 제트 교반기들(1430a-1430d)은 마이크로웨이브 챔버(1420) 내의 다수의 위치에서 복수의 제트를 물품들(1450)을 향해 방출하도록 구성된 임의의 디바이스일 수 있다. 일 실시예에서, 유체 제트 교반기들(1430)은 제트들의 적어도 일부가 신장(1417)의 중심 축에 대해 일반적으로 수직인 방향으로 방출하게 구성되도록 마이크로웨이브 챔버(1420)의 신장축(1417)의 중심을 따라 축방향으로 이격될 수 있다. 도 15b에 특히도시된 다른 실시예에서, 하나 이상의 유체 제트 교반기들(1430a-1430d)은 제트들의 적어도 일부가 챔버(1420)의 신장(1417)의 중심 축을 향해 반경 방향으로 내측으로 지향되도록 마이크로웨이브 챔버(1420) 내의 원주에 위치될 수 있다. 마이크로웨이브 챔버(1420)의 원주의 일부를 따라서 일반적으로 연속적인 것으로 도 15b에 도시되었지만, 유체 제트 교반기(1430a)가 챔버(1420)의 원주의 적어도 일부를 따라 서로 반경 방향으로 이격된 복수의 별도의 제트들을 포함할 수도 있으며, 각각은 챔버(1420)의 신장(1417)의 중심 축을 향해 유체 제트를 방출하도록 위치된다는 것이 이해되어야 한다.

도 15a에 도시된 바와 같이, 유체 제트 교반기들(1430a-1430d)은 마이크로웨이브 챔버(1420)의 하나 이상의 측면들을 따라 위치될 수 있고 하나 이상의 마이크로웨이브 론처들(1422)과의 사이(교대)에 배치될 수 있다. 하나 이상의 교반기들(1430a-1430d)의 사용은 다른 사정이 변함이 없다면 대기 챔버의 열 전달 계수와 비교함으로써, 마이크로웨이브 챔버(1420) 및 물품들(1450) 내의 유체 매체 사이의 열 전달 계수를 적어도 대략 1 퍼센트, 적어도 대략 5 퍼센트, 적어도 대략 10 퍼센트, 또는 적어도 대략 15 퍼센트 만큼 증가시킬 수 있다. 동일 또는 다른 실시예에서, 유사한 방식으로 구성되고/되거나 동작되는 하나 이상의 제트들은 도 1a 및 도 1b에서 이전에 예시된 열중성자화 및/또는 유지 구역들(12 및/또는 20)을 포함하는 마이크로웨이브 시스템(10)의 하나 이상의 다른 구역들 내에 포함될 수 있다.

다시 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 마이크로웨이브 가열 구역(16)으로부터 인출된 후에, 그 다음 가열된 물품들은 선택적으로 온도 유지 구역(20)으로 회전될 수 있으며, 물품들의 온도는 특정 체류 시간에 대해 특정 최소 임계 온도에서 또는 위로 유지될 수 있다. 이러한 유지 단계의 결과로서, 유지 구역(20)으로부터 제거되는 물품들은 더 일관된 가열 프로파일 및 더 적은 냉점들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 유지 구역(20) 내의 최소 임계 온도는 마이크로웨이브 가열 구역(16) 내에 요구되는 최소 온도와 동일할 수 있고 적어도 대략 120℃, 적어도 대략 121 ℃, 적어도 대략 122℃ 및/또는 대략 130℃ 이하, 대략 128℃ 이하, 또는 대략 126℃ 이하일 수 있다. 유지 구역(20)을 통과하는 물품들의 평균 체류 시간은 적어도 대략 1 분, 적어도 대략 2 분, 또는 적어도 대략 4 분 및/또는 대략 20 분 이하, 대략 16 분 이하, 또는 대략 10 분 이하일 수 있다. 유지 구역(20)은 마이크로웨이브 가열 구역(16)과 동일한 압력에서 동작될 수 있고, 일 실시예에서, 가압 및/또는 액체 충전 챔버 또는 용기 내에 적어도 부분적으로 정의될 수 있다.

유지 구역(20)을 나간 후에, 마이크로웨이브 시스템(10)의 가열된 물품들은 나중에 급랭 구역(22)으로 도입될 수 있으며, 가열된 물품들은 하나 이상의 냉각된 유체들과의 접촉을 통해 빠르게 냉각될 수 있다. 일 실시예에서, 급랭 구역(22)은 적어도 대략 1 분, 적어도 대략 2 분, 적어도 대략 3 분 및/또는 대략 10 분 이하, 대략 8 분 이하, 또는 대략 6 분 이하의 시간 기간에 적어도 대략 30℃, 적어도 대략 40℃, 적어도 대략 50℃ 및/또는 대략 100℃ 이하, 대략 75℃ 이하, 또는 대략 50℃ 이하만큼 물품들을 냉각하도록 구성될 수 있다. 임의의 적절한 타입의 유체는 예를 들어 마이크로웨이브 가열 구역(16)에 대해 이전에 설명된 것들과 같은 액체 매체 및/또는 가스 매체를 포함하는 급랭 구역(22) 내의 냉각 유체로 사용될 수 있다.

도 1a 및 도 1b에 전체적으로 도시된 일 실시예에 따르면, 마이크로웨이브 가열 시스템(10)은 존재할 때, 마이크로웨이브 가열 구역(16)의 하류에 배치된 제 2 압력 조정 구역(14b) 및/또는 유지 구역(20)을 포함할 수도 있다. 제 2 압력 조정 구역(14b)은 제 1 압력 조정 구역(14a)에 대해 이전에 설명된 것과 유사한 방법으로 구성되고 동작될 수 있다. 존재할 때, 제 2 압력 조정 구역(14b)은 급랭 구역(22)의 하류에 배치될 수 있어, 급랭 구역(22)의 실질적인 일부 또는 거의 전부는 마이크로웨이브 가열 구역(16) 및/또는 유지 구역(20)이 동작되는 압력과 유사한 상승된(초대기(super atmospheric)) 압력에서 동작된다. 다른 실시예에서, 제 2 압력 조정 구역(14b)은 급랭 구역(22) 내에 배치될 수 있어, 급랭 구역(22)의 일부는 마이크로웨이브 가열 구역(16) 및/또는 유지 구역(20)의 압력과 유사한 초대기압에서 동작될 수 있는 반면, 급랭 구역(22)의 다른 부분은 거의 대기압에서 동작될 수 있다. 급랭 구역(22)으로부터 제거될 때, 냉각된 물품들은 적어도 대략 20℃, 적어도 대략 25℃, 적어도 대략 30℃ 및/또는 대략 70℃ 이하, 대략 60℃ 이하, 또는 대략 50℃ 이하의 온도를 가질 수 있다. 급랭 구역(22)으로부터 제거되면, 냉각된 처리 물품들은 이 때 후속 저장 또는 사용을 위해 마이크로웨이브 가열 구역(10)으로부터 제거될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 마이크로웨이브 가열 시스템(10)의 동작을 제어하는 하나 이상의 방법들은 예를 들어 각각의 물품 또는 패키지가 마이크로웨이브 가열 시스템(10)을 통과하도록 마이크로웨이브 에너지에 일관된 연속 노출을 보장하기 위해 제공된다. 마이크로웨이브 시스템(10)의 동적을 제어하는데 적절한 방법(1500)의 일 실시예의 주요 단계들은 도 16의 개별 블록들(1510-1530)에 의해 표현된다.

도 16에 도시된 바와 같이, 제어 방법(1500)의 제 1 단계는 블록(1510)에 표현된 바와 같이, 마이크로웨이브 가열 구역(16)과 관련된 하나 이상의 마이크로웨이브 시스템 파라미터들에 대한 값을 결정하는 것이다. 마이크로웨이브 시스템 파라미터들의 예들은 방출된 순 전력, 운반 시스템의 속도, 및 마이크로웨이브 가열 챔버 내의 물의 온도 및/또는 흐름 속도를 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다. 그 후에, 도 16의 블록(1520)에 의해 도시된 바와 같이, 특정 파라미터에 대한 최종 결정된 값은 이 때 차이를 결정하기 위해 동일한 파라미터에 대한 대응하는 타겟 값과 비교될 수 있다. 차이에 기초하여, 하나 이상의 조치들은 도 16의 블록(1530)에 의해 표현된 바와 같이, 마이크로웨이브 시스템(10)의 동작을 조정하기 위해 취해질 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 가열 시스템(10)의 조정은 예를 들어 차이의 크기가 특정 마이크로웨이브 시스템 파라미터에 대한 타겟 값 및/또는 결정된 값의 적어도 대략 5 퍼센트, 적어도 대략 10 퍼센트, 또는 적어도 대략 20 퍼센트일 때 착수될 수 있다. 일 실시예에서, 상술된 방법의 적어도 일부는 자동 제어 시스템을 사용하여 수행될 수 있다.

일 실시예에서, 상술된 제어 방법(1500)의 기본 단계들은 그 안에서 가열되는 물품들(예를 들어, 식품 및/또는 의료 유체들 또는 장비)의 안전성 및/또는 규제 컴플라이언스를 보장하기 위해 마이크로웨이브 가열 시스템(10)에 의해 이용될 수 있다. 이러한 실시예에 따르면, 하나 이상의 마이크로웨이브 시스템 파라미터들은 방출된 최소 순 전력, 운반 시스템의 최대 속도, 및 마이크로웨이브 가열 챔버 내의 물의 최소 온도 및/또는 최소 흐름 속도로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 챔버 내의 물의 최소 온도는 적어도 대략 120℃, 적어도 대략 121℃, 적어도 대략 123℃ 및/또는 대략 130℃ 이하, 대략 128℃ 이하, 또는 대략 126℃ 이하일 수 있는 반면, 최소 흐름 속도는 적어도 대략 1 gpm(gallon per minute), 적어도 대략 5 gpm, 또는 적어도 대략 25 gpm일 수 있다. 운반 시스템의 최대 속도는 일 실시예에서, 대략 15 fps(feet per second) 이하, 대략 12 fps 이하, 또는 대략 10 fps 이하일 수 있고 방출된 최소 순 전력은 적어도 대략 50 kW, 적어도 대략 75 kW, 또는 적어도 대략 100 kW일 수 있다. 제어 방법(1500)이 안전성 또는 컴플라이언스를 보장하기 위해 이용될 때, 마이크로웨이브 가열 시스템(10)의 동작을 조정하기 위해 취해지는 하나 이상의 조치들은 운반 시스템을 정지시키는 것, 하나 이상의 생성기들을 턴 오프하는 것, 바람직하지 않은 조건들에 노출된 하나 이상의 물품들을 제거, 분리, 및 반복하거나 배치하는 것, 및 그것의 조합들을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.

동일 또는 다른 실시예에서, 제어 방법(1500)의 기본 단계들은 가열되는 물품들(예를 들어, 식품 및/또는 의료 유체들 또는 장비) 중에서 품질 및 일관성을 보장하기 위해 마이크로웨이브 가열 시스템(10)에 의해 이용될 수도 있다. 이러한 실시예에 따르면, 마이크로웨이브 파라미터들은 방출된 순 전력, 운반 시스템의 속도, 및 마이크로웨이브 가열 챔버 내의 물의 온도 및/또는 흐름 속도를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 챔버 내의 물의 온도는 적어도 대략 121 ℃, 적어도 대략 122℃, 적어도 대략 123℃ 및/또는 대략 130℃ 이하, 대략 128℃ 이하, 또는 대략 126℃ 이하일 수 있는 반면, 흐름 속도는 적어도 대략 15 gpm(gallons per minute), 적어도 대략 30 gpm, 또는 적어도 대략 50 gpm일 수 있다. 운반 시스템의 속도는 일 실시예에서, 적어도 대략 5 fps(feet per second), 적어도 대략 7 fps, 또는 적어도 대략 10 fps의 속도로 제어될 수 있는 반면, 방출된 순 전력은 적어도 대략 75 kW, 적어도 대략 100 kW, 또는 적어도 대략 150 kW일 수 있다. 제어 방법(1500)이 품질 또는 일관성을 보장하기 위해 이용될 때, 마이크로웨이브 가열 시스템(10)의 동작을 조정하기 위해 취해진 하나 이상의 조치들은 운반 시스템을 정지시키는 것, 하나 이상의 생성기들을 턴 오프하는 것, 바람직하지 않은 조건들에 노출된 하나 이상의 물품들을 제거, 분리, 및 반복하거나 배치하는 것, 및 그것의 조합들을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.

도 16에 도시된 방법(1500)의 비교 단계(1520)를 수행하기 위해, 앞서 논의된 마이크로웨이브 시스템 파라미터들 중 적어도 하나에 대한 타겟 값들 중 하나 이상은 마이크로웨이브 시스템(10)에서 물품들을 가열하기 전에 결정될 수 있다. 이러한 타겟 값들의 크기의 결정은 우선 소규모 마이크로웨이브 시스템을 사용하여 가열될 특정 타입의 물품에 대한 규정 가열 프로파일을 생성함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 특정 타입(예를 들어, 특정 식품들, 의료 디바이스들, 또는 의료 유체들)의 하나 이상의 물품들은 우선 소규모 마이크로웨이브 가열 시스템의 마이크로웨이브 챔버로 로딩될 수 있다. 일 실시예에서, 소규모 가열 챔버로 로딩된 물품들은 결정된 결과적인 규정 가열이 대규모 가열 시스템 내의 물품의 그러한 타입에 특별히 적용될 수 있도록 단일 타입일 수 있다. 일 실시예에서, 물품은 특정 타입 및/또는 크기의 패키지 식품(예를 들어, 8-oz MRE 패키지의 미트(meat))일 수 있거나 패키지 의료 유체(예를 들어, 염분) 또는 특정 타입들 및/또는 패키지들의 의료 또는 치과 장비일 수 있다.

소규모 마이크로웨이브 가열 시스템의 마이크로웨이브 챔버로 로딩되면, 물품은 마이크로웨이브 에너지를 하나 이상의 마이크로웨이브 론처들을 통해 챔버로 도입함으로써 가열될 수 있다. 다수의 가열 구동들을 포함할 수 있는 이러한 가열 기간 동안, 규정 가열 프로파일은 물품이 가열되기 위해 결정될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "규정 가열 프로파일"은 특정 타입의 물품을 가열할 때의 사용을 위해 제안되거나 추천되는 다양한 파라미터들의 한 세트의 타겟 값들을 언급한다. 타겟 값들을 포함하는 것에 더하여, 규정 가열 프로파일들은 물품의 시간 및/또는 위치의 함수로서, 적어도 부분적으로 표현될 수도 있다. 일 실시예에서, 규정 가열 프로파일은 방출된 순 전력, 마이크로웨이브 전력의 순차적 분배(즉, 방출된 마이크로웨이브 에너지의 타이밍, 위치, 및 양에 관한 세부 사항), 마이크로웨이브 챔버 내의 유체(예를 들어, 물)의 온도 및/또는 흐름 속도, 및/또는 마이크로웨이브 챔버 내의 물품의 체류 시간을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는 하나 이상의 마이크로웨이브 시스템 파라미터들에 대한 적어도 하나의 타겟 값을 포함할 수 있다. 게다가, 규정 가열 프로파일은 마이크로웨이브 가열 시스템(10)의 열중성자화, 유지, 및/또는 급랭 구역들(16, 20, 22)과 관련된 하나 이상의 파라미터들(예를 들어, 온도, 유체의 흐름 속도, 압력, 및 물품 체류 시간)에 대한 타겟 또는 최소 값들을 포함할 수도 있다.

규정 가열 프로파일이 결정되었다면, 복수의 그러한 타입의 물품은 대규모 마이크로웨이브 가열 시스템으로 로딩될 수 있고 그 다음 소규모 마이크로웨이브 시스템에 의해 규정 프로파일에 따라, 선택적으로 자동 제어 시스템의 사용으로 가열될 수 있다. 일 실시예에서, 소규모 마이크로웨이브 가열 시스템은 배치(batch) 또는 세미 배치 시스템일 수 있고/있거나 100 입방 피트 미만, 50 입방 피트 미만, 또는 30 입방 피트 미만의 전체 내부 볼륨을 갖는 액체 충전 마이크로웨이브 챔버를 포함할 수 있다. 동일 또는 다른 실시예에서, 대규모 마이크로웨이브 시스템은 적어도 대략 100 입방 피트, 적어도 대략 250 입방 피트, 또는 적어도 대략 500 입방 피트의 전체 내부 볼륨을 갖는 가압 또는 액체 충전 마이크로웨이브 챔버로 적어도 부분적으로 수행되는 연속 또는 반연속 프로세스일 수 있다. 그 후에, 상술된 단계들은 임의의 수의 상이한 물품들에 대한 특정 규정 가열 프로파일들을 생성하기 위해 필요에 따라 다수 회 반복될 수 있다. 이어서, 상술된 하나 이상의 파라미터들에 대한 타겟 값들은 도 16에 도시된 방법(1500)의 비교 단계(1520)에서 결정되어 사용될 수 있다. 그 후에 그리고 차이에 기초하여, 앞서 리스트된 조치들 중 하나 이상은 최종 제품의 일관된 가열을 보장하기 위해 취해질 수 있다.

일관된 가열을 보장하는 하나의 측면은 가열 구역으로 방출된 일정하고 측정가능한 전력을 보장하는 것이다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 가열 시스템(10) 내에서 방출된 순 전력을 제어하는 방법이 제공된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "방출된 순 전력"은 도파로 또는 론처 내의 순방향 및 반사 전력 사이의 차이를 언급한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "순방향 전력"은 생성기로부터 로드로의 의도된 방향으로 전파되는 전력을 언급하는 반면, 용어 "반사 전력"은 의도되지 않은 방향으로, 통상 로드로부터 다시 도파로 또는 론처로 그리고 생성기로 전파되는 전력을 언급한다.

2개 이상의 쌍들의 방향성 결합기들을 사용하여 적어도 하나의 마이크로웨이브 론처로부터 방출된 순 전력을 결정하는 방법(1600)의 주요 단계들은 도 17에 제공된 흐름도에 요약된다. 블록들(1610 및 1620)에 의해 표현된 바와 같이, 방출된 순 전력에 대한 제 1 및 제 2 값은 2개의 독립적 쌍들의 방향성 결합기들을 사용하여 결정될 수 있다. 각각의 쌍의 방향성 결합기들은 순방향 전력을 측정하는 한 결합기 및 반사 전력을 측정하는 다른 것 및 차이를 계산하는 하나 이상의 디바이스들 또는 시스템들을 포함하는 것에 의해 방출된 순 전력에 대한 각각의 제 1 및 제 2 값들을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 순 전력 값들 중 적어도 하나는 마이크로웨이브 생성기의 출력을 조정하거나 제어하기 위해 사용될 수 있는 반면, 다른 것은 다른 것의 백업 또는 검증으로 사용될 수 있다.

값들이 각각의 결합기들로부터 획득되었다면, 순 전력에 대한 제 1 및 제 2 값들은 블록(1630)에 의해 예시된 바와 같이, 차이를 결정하기 위해 비교될 수 있고, 차이에 기초하여, 블록(1640)에 의해 서술된 바와 같이, 마이크로웨이브 가열 시스템의 동작을 조정하기 위해 조치가 취해질 수 있다. 일 실시예에서, 차이가 예를 들어 이전에 결정된 제 1 및/또는 제 2 순 전력 값들의 적어도 대략 1 퍼센트, 적어도 대략 2 퍼센트, 또는 적어도 대략 5 퍼센트인 값과 같은, 미리 결정된 값을 초과할 때 조치가 취해질 수 있다. 일 실시예에서, 차이가 제 1 및 제 2 순 전력 값들의 최소의 적어도 대략 1 퍼센트, 적어도 대략 2 퍼센트, 또는 적어도 대략 3 퍼센트일 때 조치가 취해질 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 또는 제 2 순 전력 값들 중 하나가 미리 결정된 최소값을 하회하고/하거나 미리 결정된 최대값을 초과하면 조치가 취해질 수도 있다. 적어도 부분적으로, 물품들이 처리되고 차이가 결정되는 것에 따라, 조치는 생성기 또는 운반 시스템을 셧 다운하는 것 생성기 출력을 증가시키거나 감소시키는 것, 및/또는 차이가 미리 결정된 값을 초과할 때 마이크로웨이브 가열 챔버 내에 배치된 하나 이상의 물품들을 제거, 분리, 및 배치하거나 반복하는 것을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.

본 발명의 마이크로웨이브 가열 시스템들은 비교적 짧은 시간에 대량의 물품들을 처리할 수 있는 상업적 규모 가열 시스템들일 수 있다. 복수의 물품들을 가열하기 위해 마이크로웨이브 에너지를 이용하는 종래의 증류기 및 다른 소규모 시스템들과 대조적으로, 본 명세서에 설명된 바와 같은 마이크로웨이브 가열 시스템들은 운반 라인당 분당 적어도 대략 15 패키지들, 운반 라인당 분당 적어도 대략 20 패키지들, 운반 라인당 분당 적어도 대략 25 패키지들, 또는 운반 라인당 분당 적어도 대략 30 패키지들의 총 생산 레이트를 달성하도록 구성될 수 있으며, 이는 다른 마이크로웨이브 시스템들에 의해 달성가능한 레이트들을 훨씬 초과한다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "분당 패키지들"은 이하의 절차에 따라 주어진 마이크로웨이브 가열 시스템에 의해 처리될 수 있는 전체 수의 유장 겔 충전 8-oz MRE(meals ready to eat) 패키지들을 언급한다: Ameriqual Group LLC(Evansville, IN, USA)으로부터 상업적으로 입수가능한 유장 겔 푸딩으로 충전된 8-oz MRE 패키지는 도 18에 도시된 바와 같이, 패키지의 기하학적 중심에서 비롯되는, x-, y-, 및 z-축들 각각을 따라 이격된 5개의 등거리 위치들에 있는 푸딩에 위치된 복수의 온도 프로브들에 연결된다. 그 다음, 패키지는 평가되는 마이크로웨이브 가열 시스템에 배치되고 프로브들 각각이 지정된 최소 온도(예를 들어, 살균 시스템들에 대해 120℃) 위의 온도를 등록할 때까지 가열된다. 이어서, 가열 시스템에 관한 물리 및 치수 정보 뿐만 아니라, 그러한 온도 프로파일을 달성하는데 요구되는 시간은 분당 패키지들에서 총 생산 레이트를 계산하기 위해 사용될 수 있다.

상술된 발명의 바람직한 형태들은 예시로서만 사용되어야 하고, 본 발명의 범위를 해석하는 제한적인 의미로 사용되지 않아야 한다. 앞서 진술된 대표적인 일 실시예 대한 분명한 수정들은 본 발명의 사상으로부터 벗어나는 것 없이 당해 기술에서 통상의 기술자에 의해 쉽게 이루어져야 한다.

본 발명자들은 이로써 이하의 특허청구범위에 진술된 바와 같은 본 발명의 기본적 범위로부터 실질적으로 벗어나는 것이 아니라 이 범위 밖에 있는 임의의 장치와 관련될 때 본 발명의 합리적으로 공정한 범위를 결정하고 평가하기 위해 균등론에 의존하는 취지를 명시한다.

Claims (290)

1. 복수의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 시스템으로서,
   상기 물품들을 수용하도록 구성된 마이크로웨이브 챔버;
   상기 물품들을 상기 마이크로웨이브 챔버를 통과하는 운반 축(convey axis)을 따라 수송시키는 운반 시스템; 및
   마이크로웨이브 에너지를 제 1 중심 론치 축(central launch axis)을 따라 상기 마이크로웨이브 챔버로 전파하도록 구성된 제 1 마이크로웨이브 론처(microwave launcher)를 포함하며,
   적어도 2°이상 15°이하인 제 1 론치 경사 각도(tilt angle)는 상기 제 1 중심 론치 축과 상기 운반 축에 수직인 평면 사이에 정의되는, 마이크로웨이브 시스템.
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3. 청구항 1에 있어서, 마이크로웨이브 에너지를 제 2 중심 론치 축을 따라 상기 마이크로웨이브 챔버로 전파하도록 구성된 제 2 마이크로웨이브 론처를 더 포함하며, 적어도 2°이상 15°이하인 제 2 론치 경사 각도는 상기 제 2 중심 론치 축과 상기 운반 축에 수직인 평면 사이에 정의되는 마이크로웨이브 시스템.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 2 중심 론치 축들은 서로 실질적으로 평행한 마이크로웨이브 시스템.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 2 마이크로웨이브 론처들은 상기 마이크로웨이브 챔버의 대향 측면들 상에 위치되는 마이크로웨이브 시스템.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 2 마이크로웨이브 론처들은 대향하여 마주 보는 마이크로웨이브 시스템.
7. 청구항 3에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 2 마이크로웨이브 론처들은 상기 마이크로웨이브 챔버의 동일한 측면 상에 위치되는 마이크로웨이브 시스템.
8. 청구항 1에 있어서, 파장(λ)을 갖는 마이크로웨이브 에너지를 생성하는 적어도 하나의 마이크로웨이브 생성기를 더 포함하며, 상기 제 1 마이크로웨이브 론처는 마이크로웨이브 에너지를 상기 마이크로웨이브 챔버로 방출하는 적어도 하나의 론치 개구부(launch opening)를 정의하고, 상기 론치 개구부는 폭(w₁) 및 깊이(d₁)를 갖고, w₁은 d₁보다 더 크고, d₁은 0.625λ 미만인 마이크로웨이브 시스템.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 마이크로웨이브 챔버 사이에 배치된 적어도 하나의 실질적인 마이크로웨이브를 통과시키는 윈도우(microwave-transparent window)를 더 포함하며, 상기 론치 개구부는 상기 운반 축의 확장의 방향에서 연장되는 마이크로웨이브 시스템.
10. 복수의 물품들을 가열하는 마이크로웨이브 시스템으로서,
    지배적 파장(predominant wavelength)(λ)을 갖는 마이크로웨이브 에너지를 생성하는 마이크로웨이브 생성기;
    복수의 물품들을 수용하기 위한 마이크로웨이브 가열 챔버로서, 상기 마이크로웨이브 가열 챔버는 액체 매체로 충전되도록 구성된, 상기 마이크로웨이브 가열 챔버;
    상기 물품들을 운반 축을 따라서 상기 액체 매체를 통하여 운반하는 운반 시스템; 및
    상기 마이크로웨이브 에너지의 적어도 일부를 상기 운반 시스템에 의해 운반되어 상기 물품들을 향해 론칭하는 제 1 마이크로웨이브 론처로서, 상기 제 1 마이크로웨이브 론처는 입구 및 폭(W₁) 및 깊이(D₁)를 갖는 적어도 제 1 론치 개구부 및 폭(W₂) 및 깊이(D₂)를 갖는 제 2 론치 개구부를 정의하고, W₁은 D₁보다 더 크고, W₂는 D₂보다 더 크고, D₁ 및 D₂의 각각은 0.625 λ 이하인, 상기 제 1 마이크로웨이브 론처를 포함하되,
    상기 제 1 마이크로웨이브 론처는 상기 입구 및 상기 제 1 및 제 2 론치 개구부들 사이에서 확장되는 상기 마이크로웨이브 론처의 내부 영역 내에 배치되는 적어도 하나의 분할 격벽을 포함하며, 상기 격벽은 상기 제 1 및 상기 제 2 론치 개구부들을 적어도 부분적으로 정의하는 마이크로웨이브 시스템.
11. 청구항 10에 있어서, D₁ 및 D₂의 각각은 0.50 λ 이하인 마이크로웨이브 시스템.
12. 청구항 10에 있어서, 상기 제 1 마이크로웨이브 론처는 한 세트의 광폭(broader) 대향 측벽들 및 한 세트의 협폭(narrower) 대향 단부 벽들을 포함하며, 상기 측벽들 및 상기 단부 벽들 각각은 말단 에지를 제공하고, 상기 단부 벽들 및 상기 측벽들의 말단 에지들은 상기 제 1 및 제 2 론치 개구부를 공동으로(cooperatively) 정의하고, 상기 제 1 론치 개구부의 상기 폭(W₁) 및 상기 제 2 론치 개구부의 상기 폭(W₂)은 상기 단부 벽들의 말단 에지들 사이의 거리에 의해 정의되고, 상기 제 1 론치 개구부의 상기 깊이(D₁) 및 상기 제 2 론치 개구부의 상기 깊이(D₂) 중 적어도 하나는 상기 측벽들과 상기 격벽 중 하나의 말단 에지간의 거리에 의해 정의되는 마이크로웨이브 시스템.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 측벽들의 말단 에지들은 상기 운반 축에 평행하거나 또는 상기 운반 축에 5°이내로 평행하게 확장되고, 상기 제 1 및 제 2 론치 개구부는 직사각형인 마이크로웨이브 시스템.
14. 청구항 12에 있어서, 상기 측벽들은 적어도 5°의 폭 플레어 각도(flare angle)(θ_w)를 가지며 상기 단부 벽들은 0°이하의 깊이 플레어 각도(θ_d)를 갖는 마이크로웨이브 시스템.
15. 청구항 14에 있어서, θ_d는 0°미만인 마이크로웨이브 시스템.
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18. 청구항 10에 있어서, 상기 입구는 깊이(D₀)를 가지며, D₁ 및 D₂는 D₀ 이하인 마이크로웨이브 시스템.
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20. 마이크로웨이브 가열 시스템에서 복수의 물품들을 가열하는 연속 프로세스로서,
    (a) 열중성자화 구역(thermalization zone)에서 상기 물품들을 열중성자화시키는 단계로서, 그에 의해 실질적인 균일 온도를 갖는 복수의 열중성자화된 물품들을 제공하는, 상기 열중성자화시키는 단계;
    (b) 마이크로웨이브 가열 구역에서 상기 열중성자화된 물품들을 가열하는 단계로서, 그에 의해 각각의 물품의 평균 온도를 적어도 50℃만큼 증가시키는 단계로서, 상기 가열의 적어도 일부는 분당 적어도 25℃의 가열 레이트(heating rate)로 수행되는, 상기 가열하는 단계; 및
    (c) 급랭 구역(quench zone)에서 상기 가열된 물품들을 냉각하는 단계를 포함하며,
    상기 물품들은 하나 이상의 운반 시스템들을 통하여 상기 열중성자화 구역, 상기 마이크로웨이브 가열 구역, 상기 급랭 구역 각각을 통과하여 지나가고, 상기 마이크로웨이브 가열 시스템은 운반 라인당 분당 적어도 20 패키지(package)들의 총 생산 레이트를 갖는 연속 프로세스.
21. 청구항 20에 있어서, 상기 열중성자화 구역은 액체 매체(liquid medium)로 적어도 부분적으로 충전되는 연속 프로세스.
22. 청구항 20에 있어서, 상기 단계 (b)의 가열 단계는 마이크로웨이브 에너지를 마이크로웨이브 챔버의 전체적으로 대향하는 측면들 상에 설치된 적어도 한 쌍의 대향 론처들을 통해 상기 마이크로웨이브 챔버로 방출하는 단계를 포함하는 연속 프로세스.
23. 청구항 20에 있어서, 상기 단계 (b)의 가열 단계는 적어도 일부는 적어도 10 psig의 압력 하에 수행되는 연속 프로세스.
24. 청구항 20에 있어서, 상기 마이크로웨이브 가열 구역은 액체 매체로 적어도 부분적으로 충전된 마이크로웨이브 챔버를 포함하며, 상기 단계 (b)의 가열 단계는 적어도 일부는 상기 액체 매체의 정상 끓는점(normal boiling point) 위의 온도에서 수행되는 연속 프로세스.
25. 청구항 20에 있어서, 상기 단계 (a)의 열중성자화시키는 단계 및/또는 상기 단계 (c)의 냉각하는 단계의 적어도 일부는 상기 단계 (a)의 열중성자화시키는 단계 및/또는 상기 단계 (c)의 냉각하는 단계의 적어도 일부 후에, 상기 물품들을 적어도 하나의 압력 조정 구역을 통과시키는 단계를 더 포함하여, 그에 의해 상기 열중성자화 구역(thermalization zone) 및 상기 마이크로웨이브 가열 구역 및/또는 상기 마이크로웨이브 가열 구역 및 상기 급랭 구역 사이의 압력을 적어도 부분적으로 동등화시켜 상기 가열 단계 (b)와 상이한 압력에서 수행되는 연속 프로세스.
26. 청구항 20에 있어서, 상기 열중성자화 구역을 나가는 상기 물품들의 상기 실질적인 균일 온도는 적어도 20℃이고 70℃이하이며, 상기 물품들은 상기 열중성자화 구역에서 적어도 2 분 및 20 분 이하의 평균 체류 시간(average residence time)을 갖는 연속 프로세스.
27. 청구항 20에 있어서, 상기 단계 (c)의 냉각 단계 전에, 상기 가열된 물품들을 유지 구역을 통해 전달하는 단계를 더 포함하며, 상기 물품들의 온도는 상기 유지 구역에서 적어도 2 분 및 15 분 이하의 시간 기간 동안 지정된 최소 온도 이상으로 유지되며, 상기 지정된 최소 온도는 적어도 120℃이고 상기 유지 구역은 적어도 10 psig의 압력에서 동작되는 액체 충전 챔버(liquid-filled chamber)를 포함하는 연속 프로세스.
28. 청구항 1 항, 청구항 3 항 내지 9 항, 청구항 11 항 내지 15 항 및 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로웨이브 시스템은 가압 마이크로웨이브 시스템이고 상기 물품들을 저온 살균하고/하거나 멸균하는 마이크로웨이브 시스템.
29. 청구항 1 항, 청구항 3 항 내지 9 항, 청구항 11 항 내지 15 항 및 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품들은 식품들, 의료 유체들, 또는 의료 기구들을 수용하는 패키지들을 포함하는 마이크로웨이브 시스템.
30. 청구항 1 항 및 청구항 3 항 내지 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품들은 패키지 식품들을 포함하며, 마이크로웨이브 가열 구역은 적어도 15 psig로 가압된 물 충전 마이크로웨이브 가열 챔버이고, 상기 마이크로웨이브 시스템은 운반 라인당 분당 적어도 20 패키지들의 생산 레이트를 갖는 마이크로웨이브 시스템.
31. 청구항 11 내지 15 및 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품들은 패키지 식품들을 포함하며, 상기 마이크로웨이브 가열 챔버는 적어도 15 psig로 가압되고, 상기 마이크로웨이브 시스템은 운반 라인당 분당 적어도 20 패키지들의 생산 레이트를 갖는 마이크로웨이브 시스템.
32. 청구항 20 내지 27 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로웨이브 가열 시스템은 가압 마이크로웨이브 시스템이고 상기 물품들을 저온 살균하고/하거나 멸균하는 연속 프로세스.
33. 청구항 20 내지 27 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품들은 식품들, 의료 유체들, 또는 의료 기구들을 수용하는 패키지들을 포함하는 연속 프로세스.
34. 청구항 20 내지 27 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품들은 패키지 식품들을 포함하며, 상기 마이크로웨이브 가열 구역은 적어도 15 psig로 가압된 물 충전 마이크로웨이브 가열 챔버이고, 상기 마이크로웨이브 가열 시스템은 운반 라인당 분당 적어도 20 패키지들의 생산 레이트를 갖는 연속 프로세스.
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