WO2020008497A1 - マイクロ波加熱装置 - Google Patents

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WO2020008497A1
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microwave
hollow dielectric
plasma
state
wall surface
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French (fr)
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博 末延
真悟 山浦
田中　泰
道生 瀧川
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三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01J37/32926—Software, data control or modelling
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/70—Feed lines
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/80—Apparatus for specific applications
    • H05B6/806—Apparatus for specific applications for laboratory use

Definitions

  • the present invention relates to a technique for heating an object to be heated using microwaves.
  • heating energy the energy used for heating
  • a method of rotating a heated object using a turntable and stirring heating energy received by the heated object a distribution of heating energy generated in a heating furnace by rotating a microwave radiating device.
  • Patent Document 1 proposes a method of leveling heating energy using plasma.
  • the high-frequency heating device disclosed in Patent Literature 1 equalizes heating energy by utilizing the property of plasma that reflects electromagnetic waves.
  • a number of neon tubes that generate plasma inside are arranged below the object to be heated in the heating furnace, and microwaves supplied from the microwave generation source to the inside of the heating chamber reach the neon tubes, and When the heating energy is high, plasma is generated in the neon tube, and the microwave is reflected to a place where the heating energy is low, thereby leveling the microwave heating energy.
  • the microwave does not always reach the neon tube having a high heating energy, and the microwave may not hit the object to be heated, and energy may be lost in the heating chamber. is there. Further, since the microwave beam emitted into the enclosed space is broad, the energy level between the closely adjacent neon tubes cannot be significantly changed. As described above, the high-frequency heating device described in Patent Literature 1 has a problem that it is difficult to control the microwave reflection direction, and the effect of leveling the heating energy is reduced.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and has as its object to control the distribution of heating energy in a heating chamber by using plasma to achieve leveling of heating energy.
  • a microwave heating apparatus includes a heating chamber having a wall surface formed of a conductor capable of storing an object to be heated, a microwave generation unit for generating microwaves, and a microwave generation unit disposed on the wall surface.
  • a radiating element that radiates microwaves generated in the section into the heating chamber, a hollow dielectric member in which gas is sealed and electrodes are provided at both ends, a plasma control section that controls the state of the hollow dielectric member, and a hollow section.
  • a control unit connected to the electrode of the dielectric member and having a current adjustment unit that adjusts a current applied to the electrode based on the control of the plasma control unit; and the hollow dielectric member includes a radiating element.
  • At least one or more are arranged along a wall surface other than the wall surface, and the plasma control unit determines a state of the hollow dielectric member, a plasma state in which gas reflects microwaves, and a plasma in which gas absorbs microwaves. State, in which the gas is controlled in one of two states: gaseous state for transmitting microwaves.
  • the distribution of the heating energy in the heating chamber can be controlled by the plasma.
  • the heating energy in the heating chamber is leveled, and uneven heating of the object to be heated can be eliminated.
  • FIG. 2 is a schematic side view showing a configuration of the microwave heating device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an upper schematic diagram illustrating an internal configuration of the microwave heating device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a hollow dielectric member of the microwave heating device according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is an upper schematic diagram illustrating the internal configuration of the microwave heating device according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic side view illustrating a configuration of a microwave heating device according to a third embodiment.
  • FIG. 9 is an upper schematic diagram illustrating an internal configuration of a microwave heating device according to Embodiment 3.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing the position of the standing wave of the microwave heating device according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of a microwave heating device according to a fourth embodiment.
  • 9A and 9B are diagrams illustrating an example of a hardware configuration of a control unit of the microwave heating device according to the fourth embodiment.
  • 13 is a flowchart showing the operation of the control unit of the microwave heating device according to Embodiment 4.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of a microwave heating device according to a fifth embodiment. It is a figure which shows the other structural examples of the microwave heating apparatus which concerns on Embodiment 4, 5, and is an upper side schematic diagram which shows the internal structure of a microwave heating apparatus.
  • FIG. 13 is a schematic side view illustrating a configuration of a microwave heating device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of a microwave heating device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 15 is an upper schematic diagram illustrating the internal configuration of the microwave heating device according to the sixth embodiment.
  • 15 is a flowchart showing the operation of the control unit of the microwave heating device according to Embodiment 6.
  • FIG. 15 is a diagram showing another example of the arrangement of the hollow dielectric members of the microwave heating device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing another example of the arrangement of the hollow dielectric members of the microwave heating device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic side view illustrating a configuration of a microwave heating apparatus 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an upper schematic diagram illustrating an internal configuration of the microwave heating apparatus 10 according to the first embodiment. 2, the illustration of the upper surface of the heating chamber 1, the microwave generator 2, and the radiating element 3 is omitted. The same applies to upper schematic diagrams in other embodiments described later.
  • the microwave heating device 10 includes a heating chamber 1, a microwave generator 2, a radiating element 3, a hollow dielectric member 4, and a controller 100.
  • the heating chamber 1 is a housing having a wall surface formed of a conductor capable of storing the object to be heated X therein.
  • the microwave generator 2 includes a microwave oscillator 21, a microwave amplifier 22, and a microwave oscillation controller 23.
  • the microwave oscillator 21 is a device that oscillates a microwave under the control of the microwave oscillation control unit 23.
  • the microwave amplifier 22 is a device that amplifies the microwave oscillated by the microwave oscillator 21.
  • the microwave oscillation control unit 23 controls the microwave oscillation in the microwave oscillator 21.
  • the radiating element 3 is connected to the microwave generator 2 and radiates the microwave generated in the microwave generator 2 into the heating chamber 1.
  • the radiating element 3 is disposed on any one of a top wall surface, a bottom wall surface, and a side wall surface in the heating chamber 1.
  • FIG. 1 shows a case where the radiating element 3 is arranged on a wall surface of an upper surface in the heating chamber 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the hollow dielectric member 4 of the microwave heating device 10 according to the first embodiment.
  • the hollow dielectric member 4 is filled with a gas 41 and hermetically sealed, and electrodes 42 are arranged at both ends.
  • the electrode 42 is connected to the current adjustment unit 102.
  • the gas 41 inside the hollow dielectric member 4 switches between a plasma state in which plasma is generated and a gas state in which no plasma is generated, according to the current applied from the current adjusting unit 102.
  • the hollow dielectric member 4 is formed of a member having low dielectric loss and low dielectric constant.
  • the gas 41 to be filled into the hollow dielectric member 4 is preferably a gas containing a Group 18 element (a rare gas element). However, a medium such as nitrogen or oxygen, or a mixed medium of nitrogen and oxygen may be used. Good. Further, the gas 41 may be configured by adding another medium such as Hg or fructogel TMAE in order to adjust the degree of plasma generation.
  • At least one or more hollow dielectric members 4 are arranged along any one of the inner wall surfaces of the heating chamber 1 other than the surface on which the radiating element 3 is arranged.
  • FIG. 2 shows a case where six hollow dielectric members 4 are arranged along the side wall surface 1a of the heating chamber 1 and six hollow dielectric members 4 are arranged along the side wall surface 1b. I have.
  • the wall surface on which the hollow dielectric member 4 is arranged and the number of the hollow dielectric members 4 arranged are not limited to the configuration shown in FIG. 2 and can be set as appropriate.
  • the control unit 100 includes a plasma control unit 101 and a current adjustment unit 102.
  • the plasma control unit 101 controls the current adjustment unit 102.
  • the plasma control unit 101 has, for example, a timer (not shown), switches the current application pattern according to the count of the timer, and controls the current adjustment unit 102.
  • the application pattern is information in which a plurality of application conditions such as which hollow dielectric member 4 is to be applied, the current value of the applied current and the application time are set.
  • the current adjusting unit 102 adjusts the current applied to the electrode 42 of the hollow dielectric member 4 based on the control of the plasma control unit 101. Specifically, the current adjusting unit 102 adjusts the current applied to the electrode 42 of the hollow dielectric member 4 to change the gas 41 filled in the hollow dielectric member 4 into a plasma state in which plasma is generated, Alternatively, the gas is set to a gas state in which microwaves are transmitted and plasma is not generated. Further, when the gas 41 of the hollow dielectric member 4 is in a plasma state, the current adjustment unit 102 further adjusts the current value of the applied current, and changes the plasma state to a reflection mode in which microwaves are reflected and a micro mode. Make settings to switch between the wave absorption mode and the absorption mode.
  • the current adjusting unit 102 sets the state of the gas 41 inside at least one or more hollow dielectric members 4 to the plasma state based on the control of the plasma control unit 101. .
  • the microwave incident into the heating chamber 1 is reflected or absorbed by the hollow dielectric member 4 in a plasma state, and the heating energy distribution in the heating chamber 1 changes.
  • a plurality of patterns of the plasma state are prepared, and the current adjustment unit 102 switches the pattern of the plasma state every time, thereby leveling the distribution of the heating energy in the heating chamber 1 and reducing the uneven heating of the object X to be heated. Suppress.
  • the state of the gas 41 of one hollow dielectric member 4a is set to a plasma state, and the other hollow dielectric members are set.
  • the case where 4 was set to a gas state was shown.
  • the hollow dielectric member 4 set in the plasma state is not limited to one hollow dielectric member 4a, and a plurality of hollow dielectric members 4 may be set in the plasma state.
  • the gas 41 is sealed inside, the hollow dielectric member 4 having the electrodes 42 at both ends, and the plasma control unit 101 for controlling the state of the hollow dielectric member 4.
  • a control unit 100 connected to the electrode 42 of the hollow dielectric member 4 and having a current adjusting unit 102 for adjusting a current applied to the electrode 42 based on the control of the plasma control unit 101.
  • the member 4 is disposed at least one or more along a wall surface other than the wall surface on which the radiating element 3 is disposed.
  • the plasma control unit 101 changes the state of the hollow dielectric member 4 to a plasma state in which gas reflects microwaves, a gas state.
  • Is configured to control either a plasma state in which microwaves are absorbed or a gas state in which gas transmits microwaves.
  • the state of the hollow dielectric member 4 can be switched to any one of a plasma state in which gas reflects microwaves, a plasma state in which gas absorbs microwaves, and a gas state in which gas transmits microwaves.
  • the distribution of microwave heating energy in the heating chamber can be changed. Therefore, the heating energy of the microwave is leveled, and uneven heating of the object to be heated can be suppressed.
  • FIG. FIG. 4 is an upper schematic diagram showing the internal configuration of the microwave heating apparatus 10 according to the second embodiment.
  • the description of the control unit 100 is omitted.
  • the same or corresponding components as those of the microwave heating apparatus 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the first embodiment, and description thereof will be omitted or simplified.
  • FIG. 4 shows a case where eight hollow dielectric members 4 are arranged in parallel on the side wall surface 1a, and eight hollow dielectric members 4 are arranged in parallel on the side wall surface 1b.
  • the current adjusting unit 102 sets two or more parallel hollow dielectric members 4 of the arranged hollow dielectric members 4 to a plasma state in which microwaves are reflected.
  • FIG. 4 shows a case where eight hollow dielectric members 4a arranged in parallel along the side wall surface 1a are in a plasma state reflecting microwaves.
  • FIG. 4 shows a case where the eight hollow dielectric members 4b arranged in parallel along the side wall surface 1b are in a gas state in which no plasma is generated.
  • the current adjustment unit 102 changes the state of the hollow dielectric member 4a into a plasma state reflecting microwaves to a gas state in which microwaves are transmitted and plasma is not generated. I do. That is, the current adjustment unit 102 switches the hollow dielectric member 4a between the plasma state and the gas state based on the control of the plasma control unit 101, thereby forming the reflection surface and erasing the formed reflection surface. Switch. Due to the formation and disappearance of the reflection surface by the hollow dielectric member 4, the distribution of the heating energy changes with time and is leveled, thereby suppressing the heating unevenness of the object X to be heated.
  • two or more hollow dielectric members 4 are arranged in parallel along at least one wall surface other than the wall surface on which the radiating element 3 is arranged, and the plasma control unit 101 is configured to control the state of two or more hollow dielectric members among the hollow dielectric members 4 arranged in parallel to a plasma state reflecting microwaves.
  • the plasma control unit 101 is configured to control the state of two or more hollow dielectric members among the hollow dielectric members 4 arranged in parallel to a plasma state reflecting microwaves.
  • FIG. 5 is a schematic side view illustrating a configuration of the microwave heating apparatus 10 according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is an upper schematic diagram illustrating the internal configuration of the microwave heating apparatus 10 according to the third embodiment. 5 and 6, the description of the control unit 100 is omitted.
  • the same or corresponding components as those of the microwave heating device 10 according to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals as those used in the first and second embodiments, and the description is omitted or simplified.
  • the hollow dielectric member 4 is a wall surface other than the surface on which the radiating element 3 is arranged among the indoor wall surfaces of the heating chamber 1, and at least two or more respective wall surfaces (first At least two or more along the wall surface and the second wall surface). Further, the hollow dielectric members 4 are arranged at positions separated from the wall surface by about 0.25 wavelength.
  • each hollow dielectric member 4a is arranged in parallel on the side wall 1a (first wall) on the side of the heating chamber 1, and the side wall 1b (second wall) on the side of the heating chamber 1 is arranged. 8) shows a case where eight hollow dielectric members 4b are arranged in parallel.
  • the hollow dielectric member 4a is arranged at a position 0.25 wavelength away from the wall surface 1a, and the hollow dielectric member 4b is arranged at a position 0.25 wavelength away from the wall surface 1b.
  • the microwave incident into the heating chamber 1 is reflected by the reflection surface formed by the hollow dielectric member 4 and changes the heating energy distribution in the heating chamber 1.
  • the number of the hollow dielectric members 4 is not limited to the number shown in FIG. 6, and a virtual reflection surface is formed by the hollow dielectric members 4 opposed to each other with the object to be heated X interposed therebetween. The number of arrangements can be set as appropriate.
  • the current adjusting unit 102 sets the row of the hollow dielectric members 4a arranged in parallel along one of the opposed wall surfaces 1a into a plasma state in which microwaves are reflected.
  • the row of the hollow dielectric members 4b arranged in parallel along the other wall surface 1b facing the wall surface 1a is set to a gas state in which microwaves are transmitted and plasma is not generated (hereinafter, a first state).
  • the current adjusting unit 102 changes the row of the hollow dielectric members 4a, which are arranged in parallel along the wall surface 1a and are in a plasma state reflecting microwaves, into a gas state.
  • the row of gaseous hollow dielectric members 4b arranged in parallel along the other wall surface 1b facing the wall surface 1a is set to a plasma state that reflects microwaves (hereinafter, referred to as a second state). .
  • the plasma control unit 101 performs control to alternately switch the first state and the second state described above at a preset time interval.
  • the current adjusting unit 102 adjusts the current to be applied based on the control of the plasma control unit 101, thereby changing the row of the hollow dielectric members 4a and 4b at the previously set first state and the first state.
  • the state 2 is alternately switched. Thereby, the position of the standing wave of the microwave generated in the heating chamber 1 is changed.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating positions of standing waves of the microwave heating apparatus 10 according to the third embodiment.
  • FIG. 7A shows the position of the standing wave of the microwave in the above-mentioned first state
  • FIG. 7B shows the position of the standing wave of the microwave in the above-mentioned second state.
  • a row of hollow dielectric members 4a is located at a position 0.25 wavelength away from wall surface 1a, and 0.25 from wall surface 1b opposed to wall surface 1a with object X to be heated interposed therebetween.
  • the row of the hollow dielectric members 4b is located at a position apart from the wavelength.
  • the current adjusting unit 102 sets the row of the hollow dielectric members 4a to a plasma state for reflecting microwaves, and sets the row of the hollow dielectric members 4b.
  • a gas state first state
  • a virtual reflection surface A is formed by the rows of the hollow dielectric members 4a.
  • the waveform becomes a standing wave B shown in FIG. 7A.
  • the node of the standing wave B is located at the position Ba, and the antinode of the standing wave B is located at the position Bb.
  • the current adjustment unit 102 sets the row of the hollow dielectric members 4 b to a plasma state that reflects microwaves, and The row is put into a gas state (second state).
  • a virtual reflection surface C is formed by the rows of the hollow dielectric members 4b.
  • the formed virtual reflection surface C reflects the microwave, resulting in the waveform of the standing wave D shown in FIG. 7B.
  • the node of the standing wave D is located at the position Da, and the antinode of the standing wave D is located at the position Db.
  • the position of the node of the standing wave matches the position of the antinode of the standing wave in the second state (for example, position Db in FIG. 7B).
  • the position of the node of the standing wave in the second state matches the position of the antinode of the standing wave in the first state (for example, the position Bb in FIG. 7A).
  • the positions of the nodes and antinodes of the standing wave move, and the heating energy distribution Are averaged as a time average to suppress uneven heating of the object to be heated X.
  • two or more hollow dielectric members 4 are arranged in parallel at a position separated by about 0.25 wavelength from wall surface 1a other than the wall surface on which radiating element 3 is arranged.
  • a plasma control unit which is arranged in parallel at two or more positions other than the wall surface on which the radiating element 3 is disposed and which is separated by about 0.25 wavelength from the wall surface 1b opposed to the wall surface 1a with the object X interposed therebetween;
  • Reference numeral 101 denotes a state in which the hollow dielectric members 4a arranged in parallel along the wall surface 1a are in a plasma state for reflecting microwaves, and the hollow dielectric members 4b arranged in parallel along the wall surface 1b are And a hollow state dielectric member 4a arranged in parallel along the wall surface 1b is set in a plasma state for reflecting microwaves, and is arranged in parallel along the wall surface 1a.
  • Hollow dielectric member The b, and a second state to a gaseous state for transmitting microwaves, and configured to perform control for switching.
  • the positions of the nodes and antinodes of the standing wave move, and the heating energy distribution can be averaged as a time average. Therefore, uneven heating of the object to be heated can be suppressed.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit 100A of the microwave heating apparatus 10 according to the fourth embodiment.
  • the control unit 100A of the microwave heating apparatus 10 according to the fourth embodiment is configured by adding a data processing unit 103 and a database 104 to the control unit 100 described in the embodiment 1-3.
  • the same or corresponding components as those of the microwave heating apparatus 10 according to Embodiment 1-3 are denoted by the same reference numerals as those used in Embodiment 1-3, and will be described. Abbreviated or simplified.
  • the control unit 100A includes a data processing unit 103, a database 104, a plasma control unit 101, and a current adjustment unit 102.
  • the control unit 100A is connected to the temperature monitor 200 installed in the heating chamber 1 by wire or wirelessly.
  • the temperature monitor 200 includes, for example, a temperature sensor or the like, and acquires temperature information indicating a temperature distribution in the heating chamber 1.
  • the temperature monitor 200 only needs to be able to acquire temperature information inside the heating chamber 1 and is installed at an appropriate position.
  • the data processing unit 103 refers to the temperature information input from the temperature monitor 200 and determines whether or not there is an unheated area in the vicinity of the object X to be heated.
  • the area near the object to be heated X is set to an area within a predetermined distance from the position when, for example, a position recommended for placing the object to be heated X in the heating chamber 1 is set in advance. I do.
  • the object to be heated X may be specified from image data obtained by imaging the inside of the heating chamber 1, and a region where the object to be heated X exists may be set as a region near the object to be heated X.
  • the data processing unit 103 determines that there is an unheated region in the vicinity of the object to be heated X, the data processing unit 103 refers to the database 104 and acquires a control condition corresponding to the temperature information input from the temperature monitor 200. .
  • the data processing unit 103 outputs the obtained control condition to the plasma control unit 101.
  • the database 104 is a storage area in which temperature information is associated with a control condition indicating a current value applied to the electrode 42 of the hollow dielectric member 4 and an application time.
  • the plasma control unit 101 controls the current adjustment unit 102 according to the control condition input from the data processing unit 103.
  • the current adjusting unit 102 adjusts the current applied to the electrode 42 of the hollow dielectric member 4 based on the control of the plasma control unit 101.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating a hardware configuration example of a control unit 100A of the microwave heating apparatus 10 according to the fourth embodiment.
  • Each function of the data processing unit 103, the plasma control unit 101, and the current adjustment unit 102 in the control unit 100A of the microwave heating device 10 is realized by a processing circuit. That is, the control unit 100A of the microwave heating device 10 includes a processing circuit for realizing each of the above functions.
  • the processing circuit may be a processing circuit 100a that is dedicated hardware as shown in FIG. 9A, or a processor 100b that executes a program stored in a memory 100c as shown in FIG. 9B. Good.
  • the processing circuit 100a includes, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, A programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-programmable Gate Array), or a combination thereof is applicable.
  • the functions of each unit of the data processing unit 103, the plasma control unit 101, and the current adjustment unit 102 may be realized by a processing circuit, or the functions of each unit may be realized by one processing circuit.
  • the function of each unit is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software or firmware is described as a program and stored in the memory 100c.
  • the processor 100b reads out and executes the program stored in the memory 100c to realize the functions of the data processing unit 103, the plasma control unit 101, and the current adjustment unit 102. That is, the data processing unit 103, the plasma control unit 101, and the current adjustment unit 102 store a program that, when executed by the processor 100b, causes each step illustrated in FIG. 10 described below to be executed as a result. Memory 100c.
  • these programs cause a computer to execute the procedures or methods of the data processing unit 103, the plasma control unit 101, and the current adjustment unit 102.
  • the processor 100b is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic device, a processor, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
  • the memory 100c may be a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable ROM), and an EEPROM (Electrically EPROM).
  • it may be a magnetic disk such as a hard disk or a flexible disk, or an optical disk such as a mini disk, a CD (Compact Disc), or a DVD (Digital Versatile Disc).
  • the functions of the data processing unit 103, the plasma control unit 101, and the current adjustment unit 102 may be partially realized by dedicated hardware and partially realized by software or firmware.
  • the processing circuit in the microwave heating apparatus 10 can realize each of the above-described functions by hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the control unit 100A of the microwave heating apparatus 10 according to Embodiment 4.
  • the data processing unit 103 When acquiring the temperature information from the temperature monitor 200 (step ST1), the data processing unit 103 refers to the temperature information of the area near the object to be heated X and determines whether or not there is an area that is not heated (step ST2). ). When there is an area that has not been heated (step ST2; YES), the data processing unit 103 refers to the database 104 and acquires a control condition corresponding to the temperature information acquired in step ST1 (step ST3). The data processing unit 103 outputs the obtained control condition to the plasma control unit 101.
  • the plasma control unit 101 controls the current adjustment unit 102 based on the input control condition (step ST4).
  • the current adjusting unit 102 applies a current to the electrode 42 of the hollow dielectric member 4 based on the control in Step ST4 (Step ST5). Thereafter, the flowchart returns to the process of step ST1.
  • step ST2 when there is no unheated area (step ST2; NO), the data processing unit 103 refers to the temperature of the object X to be heated and determines whether or not the temperature has reached the set temperature (step ST6). When the temperature of the object to be heated X has not reached the set temperature (step ST6; NO), the data processing unit 103 instructs the plasma control unit 101 to continue heating under the current control conditions (step ST7). .
  • Plasma control section 101 controls current adjustment section 102 based on the instruction input from data processing section 103 (step ST8).
  • the current adjusting unit 102 applies a current to the electrode 42 of the hollow dielectric member 4 based on the control in Step ST8 (Step ST9). Thereafter, the flowchart returns to the process of step ST1.
  • the data processing unit 103 instructs the plasma control unit 101 to end the heating (step ST10).
  • the plasma control unit 101 controls the current adjustment unit 102 based on the instruction input from the data processing unit 103 to stop applying the current (step ST11), and ends the processing.
  • control unit 100 acquires temperature information indicating the temperature distribution in heating chamber 1 and accumulates control conditions for controlling the state of hollow dielectric member 4 in database 104. And a data processing unit 103 for acquiring a control condition corresponding to the acquired temperature information.
  • the plasma control unit 101 controls the state of the hollow dielectric member 4 according to the control condition acquired by the data processing unit 103.
  • the current adjusting unit 102 is configured to adjust the current applied to the electrode based on the control of the plasma control unit.
  • the plasma state of the hollow dielectric member 4 can be controlled based on the temperature distribution in the heating chamber. Heat unevenness of the object to be heated can be suppressed.
  • the microwave heating apparatus 10 includes the database 104
  • the external apparatus includes the database 104
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit 100B of the microwave heating apparatus 10 according to the fifth embodiment.
  • the control unit 100B of the fifth embodiment includes a data processing unit 103a instead of the data processing unit 103 of the control unit 100A described in the fourth embodiment, and is configured by adding an update processing unit 105.
  • the same or corresponding components as those of the control unit 100A of the microwave heating apparatus 10 according to the fourth embodiment will be denoted by the same reference numerals as those used in the fourth embodiment. Abbreviated or simplified.
  • the data processing unit 103a sends, to the update processing unit 105, the temperature information obtained by changing the plasma state of the hollow dielectric member 4 by the plasma control unit 101 and the current adjustment unit 102 from the temperature information input from the temperature monitor 200. Output.
  • the update processing unit 105 receives the input of the temperature information after the change of the plasma state from the data processing unit 103a.
  • the update processing unit 105 causes the database 104 to store the received temperature information after the change in the plasma state.
  • the database 104 stores the temperature information before the plasma state change, the control condition, and the temperature information after the plasma state change in association with each other.
  • the data processing unit 103a When acquiring the control condition based on the temperature information input from the temperature monitor 200, the data processing unit 103a also refers to the temperature information after the change of the plasma state, and acquires the control condition that becomes a target temperature distribution.
  • the update processing unit 105 updates the database 104 using the temperature information after the change of the plasma state, so that the data processing unit 103 can obtain control information that causes the object X to be heated to an appropriate heating state.
  • the update processing unit 105 may be configured to perform the control condition learning process using information indicating how the temperature information has changed after the plasma state change.
  • the update processing unit 105 updates the control condition stored in the database 104 based on the learning result of the control condition.
  • the update processing unit 105 learns the control condition, whereby the optimal plasma state can be quickly controlled.
  • the data processing unit 103a and the update processing unit 105 in the control unit 100A are the processing circuit 100a illustrated in FIG. 9A or the processor 100b that executes a program stored in the memory 100c illustrated in FIG. 9B.
  • the control unit 100 acquires the temperature information after the plasma control unit 101 changes the plasma state via the data processing unit 103, and acquires the temperature information before and after changing the plasma state.
  • the data processing unit 103 includes an update processing unit 105 for performing an update in which the temperature information is stored in the database 104 in association with the control condition.
  • the data processing unit 103 refers to the updated database 104, and performs before and after applying the current temperature information and the current.
  • the control condition is acquired based on the temperature information of the control. Thereby, the updating process can be repeated a plurality of times, and the object to be heated can be heated to a state where there is no uneven heating. In addition, information after the change of the plasma state can be accumulated, and it becomes easier to obtain a control condition that provides a desired temperature distribution.
  • the update processing unit 105 is configured to perform the control condition learning process using information indicating how the temperature information has changed after the plasma state change. It is possible to control the optimal plasma state for the temperature distribution in the room,
  • FIG. 12 is a diagram illustrating another configuration example of the microwave heating device 10 according to the fourth and fifth embodiments, and is an upper schematic diagram illustrating an internal configuration of the microwave heating device 10. In FIG. 12, the description of the control units 100A and 100B is omitted.
  • the hollow dielectric member 4 is arranged in parallel along all the wall surfaces 1a, 1b, 1c, 1d of the side surfaces of the heating chamber 1 intersecting with the surface on which the radiating element 3 is arranged (for example, the upper surface shown in FIG. 1). Is done.
  • a plurality of parallel rows of the hollow dielectric members 4 are arranged in a stacked manner.
  • FIG. 12 a case is shown in which three rows of hollow dielectric members 4 arranged in parallel along the wall surface 1a are arranged.
  • three rows of hollow dielectric members 4 arranged in parallel along the wall surface 1b are arranged and laminated, and two rows of hollow dielectric members 4 arranged in parallel along the wall surface 1c are arranged and arranged.
  • 2 shows a case where two rows of hollow dielectric members 4 arranged in parallel with each other are stacked and arranged.
  • the control units 100A and 100B perform control to set any adjacent hollow dielectric member 4 among the plurality of hollow dielectric members 4 to the plasma state in the reflection mode based on the temperature information input from the temperature monitor 200. .
  • the other hollow dielectric member 4 is controlled to be in a gaseous state that allows the microwave to pass therethrough. Thereby, an arbitrary reflecting surface is formed by the hollow dielectric member 4.
  • FIG. 12 shows an example in which a virtual reflection surface F is formed.
  • the hollow dielectric members 4 are arranged in parallel along the wall surfaces 1a, 1b, 1c, 1d intersecting with the wall surfaces on which the radiating elements 3 are arranged. Further, a plurality of rows arranged in parallel along the wall surfaces 1a, 1b, 1c, 1d are arranged in a stacked manner, and the plasma control unit 101 controls the current applied to the electrode 42 according to the control condition acquired by the data processing unit 103. Then, three or more adjacent hollow dielectric members 4 are controlled to be in a plasma state for reflecting microwaves, and the other hollow dielectric members are controlled to be in a gas state for transmitting microwaves. Thereby, a virtual reflection surface is formed according to the temperature distribution in the heating chamber, and the heating region can be controlled according to the temperature distribution. Therefore, more effective heating control according to the temperature distribution can be performed.
  • FIG. 13 is a schematic side view showing a configuration of a microwave heating apparatus 10A according to Embodiment 6.
  • the description of the control unit 100C is omitted.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a control unit 100C of a microwave heating device 10A according to Embodiment 6.
  • the microwave heating apparatus 10A according to the sixth embodiment is configured by additionally providing a phase shifter 24 to the microwave generation unit 2 of the microwave heating apparatus 10 described in the fourth embodiment. Further, two radiating elements 3 are provided. Further, a control unit 100C is provided instead of control unit 100A of microwave heating apparatus 10 shown in the fourth embodiment.
  • portions that are the same as or correspond to the components of the microwave heating apparatus 10 according to the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the fourth embodiment, and descriptions thereof are omitted or simplified. I do.
  • the radiating element 3a and the radiating element 3b are arranged at positions that are spatially separated from each other, and radiate the microwave generated in the microwave generating unit 2 into the heating chamber 1.
  • the radiating elements 3a and 3b may be of any type.
  • the number of radiating elements 3 may be two or more, and a plurality of radiating elements 3 can be arranged on the same straight line.
  • the phase shifter 24 of the microwave generator 2 is connected to the radiating elements 3a and 3b.
  • the phase shifter 24 provides a difference in the phase of the microwave radiated from each of the radiating elements 3a and 3b. Due to the phase difference provided by the phase shifter 24, the radiation direction of the microwave radiated from the radiation elements 3a, 3b is controlled in at least one direction.
  • the plasma control unit 101 controls at least one or more hollow dielectric members 4 to a plasma state in the absorption mode. Thereby, the microwave in the heating chamber 1 is absorbed by the hollow dielectric member 4. By absorbing the microwave, the standing wave in the heating chamber is suppressed, and the microwave beam is controlled in the heating chamber 1 as in the open space.
  • the data processing unit 103b of the control unit 100C refers to the temperature information input from the temperature monitor 200 in the same manner as in the fourth embodiment, and determines whether there is an unheated area in the vicinity of the object X to be heated. If it is determined that there is an unheated region in the vicinity of the object X, the data processing unit 103b outputs a control instruction to the phase shifter 24 so as to provide a difference in the phase of the microwave radiated. .
  • the data processing unit 103b sets at least one or more hollow dielectric members 4 from the database 104 in the absorption mode The control condition for controlling the plasma state is obtained.
  • the database 104 stores control conditions when the phase shifter 24 has a difference in the phase of the microwave.
  • FIG. 15 is an upper schematic diagram showing the internal configuration of a microwave heating apparatus 10A according to Embodiment 6.
  • the hollow dielectric members 4 are arranged in parallel along a wall surface intersecting a straight line extending in the arrangement direction of the radiating elements 3a and 3b.
  • the hollow dielectric member 4a is arranged in parallel along the wall surface 1a intersecting with the straight line extending in the arrangement direction of the radiating elements 3a and 3b
  • the hollow dielectric member 4b is arranged in the arrangement of the radiating elements 3a and 3b.
  • positions in parallel along the wall surface 1b which intersects the straight line extended in the direction is shown.
  • the plasma control unit 101 sets at least one hollow dielectric member 4 to an absorption mode plasma state and sets the other hollow dielectric members 4 to a reflection mode plasma state based on the control conditions acquired by the data processing unit 103b. I do.
  • the plasma control unit 101 sets one hollow dielectric member 4c in the row of the hollow dielectric members 4a arranged along the wall surface 1a to the plasma state in the absorption mode, and sets the other hollow dielectric members to the plasma state.
  • the case where the body member 4a is controlled to the plasma state in the reflection mode is shown.
  • one hollow dielectric member 4d is set to the plasma mode in the absorption mode, and the other hollow dielectric members 4b are set to the plasma state in the reflection mode. Is shown. With the configuration shown in FIG. 15, it is possible to change the radiation direction of the microwave in the arrangement direction of the radiation elements 3a and 3b.
  • the data processing unit 103b in the control unit 100C is the processor 100b that executes a program stored in the processing circuit 100a illustrated in FIG. 9A or the memory 100c illustrated in FIG. 9B.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating the operation of the control unit 100C of the microwave heating apparatus 10A according to Embodiment 6.
  • the data processing unit 103b When acquiring the temperature information from the temperature monitor 200 (step ST1), the data processing unit 103b refers to the temperature information of the area in the vicinity of the object to be heated X and determines whether there is an area that is not heated (step ST2). ). If there is a region that has not been heated (step ST2; YES), the data processing unit 103b outputs a control instruction to the phase shifter 24 so as to provide a difference in the phase of the microwave radiated (step ST21).
  • the data processing unit 103b refers to the database 104 and acquires a control condition when a difference is provided between the phases of the microwaves radiated from the radiating elements 3a and 3b (step ST22).
  • the data processing unit 103 outputs the obtained control condition to the plasma control unit 101. Thereafter, the flowchart proceeds to the process of step ST4. On the other hand, when there is no unheated area (step ST2; NO), the process proceeds to step ST6.
  • FIG. 17 is a diagram showing another arrangement example of the hollow dielectric member 4 of the microwave heating device 10A according to the sixth embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic top view showing the internal configuration of the heating chamber 1.
  • the radiating elements 3a and 3b are arranged in one direction.
  • a configuration in which two or more radiating elements 3 are arranged on straight lines orthogonal to each other and on each straight line may be adopted.
  • the phase shifter 24 provides a difference in the phase of the microwave radiated from each radiating element 3.
  • the radiation direction of the microwaves radiated from all the radiation elements 3 is controlled by the phase difference provided by the phase shifter 24.
  • FIG. 17 along the wall surfaces 1a and 1b intersecting with the straight line 3A extending in the arrangement direction of the radiating elements 3a and 3b, and along the wall surfaces 1c and 1d intersecting with the straight line 3B extending in the arrangement direction of the radiating elements 3c and 3d.
  • the hollow dielectric members 4 are arranged in parallel. That is, the rows of the hollow dielectric members 4 are arranged on all the wall surfaces intersecting with the surface on which the radiating elements 3 are arranged (for example, the upper surface shown in FIG. 13).
  • the plasma control unit 101 controls at least one hollow dielectric member 4 among the hollow dielectric members 4 arranged in parallel on each of the wall surfaces 1a, 1b, 1c, 1d to a plasma state in an absorption mode.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating another arrangement example of the hollow dielectric member 4 of the microwave heating device 10A according to Embodiment 6.
  • FIG. 18 is an upper schematic diagram showing the internal configuration of the heating chamber 1.
  • FIG. 18 shows that the hollow dielectric members 4 are arranged in parallel along the respective wall surfaces 1a, 1b, 1c, 1d of the heating chamber 1, and the parallel rows are stacked in two layers, and the hollow dielectric members 4a, 4b, The case where the columns are 4e and 4f is shown. That is, two or more rows of hollow dielectric members 4 are arranged on all the wall surfaces intersecting with the surface on which the radiating element 3 is arranged (for example, the upper surface shown in FIG. 13).
  • the plasma control unit 101 determines whether the hollow dielectric member 4e has a hollow dielectric member 4e for each row of the hollow dielectric member 4a or for each layer of the hollow dielectric member 4b. A difference is provided in the current value for each layer in the row and for each layer in the row of the hollow dielectric member 4f.
  • the plasma control unit 101 performs control for setting a plasma state in an absorption mode in which the absorption efficiency differs for each layer in the row of the hollow dielectric members 4. Specifically, the plasma control unit 101 sets a small current value to the hollow dielectric member 4 constituting the layer located on the side closer to the object X, and configures the layer located on the side farther from the object X to be heated.
  • a large current value is set in the hollow dielectric member 4 to be used.
  • the microwave absorption performance is improved, the wave impedance matching with the region where the object to be heated X is present is performed, and the reflection of the microwave to the center of the heating chamber 1 can be suppressed.
  • the microwave beam can be more finely controlled, and the heating of the object to be heated X can be finely controlled.
  • the hollow dielectric member 4 includes a phase shifter 24, and two or more hollow dielectric members 4 are arranged in parallel along walls 1 a and 1 b on a wall surface intersecting a straight line extending in the arrangement direction of two or more radiating elements 3 a and 3 b. Is configured to perform control so that at least one of the hollow dielectric members 4 is brought into a plasma state for absorbing microwaves. This makes it possible to change the radiation direction of the microwave in the direction in which the radiating elements are arranged, so that the microwave beam can be concentrated on a region where heating is desired to be concentrated, and the region to be heated is efficiently used. Heating.
  • two or more radiating elements 3 are arranged in the first arrangement direction, and two or more radiating elements are arranged in the second arrangement direction.
  • a phase difference is provided between the respective radiating elements 3 arranged in the second arrangement direction, and the hollow dielectric members 4 are arranged in parallel at least two along a wall surface intersecting a straight line extending in the first arrangement direction, and
  • Two or more plasma control units 101 are arranged in parallel along the wall surface intersecting with the straight line extending in the second arrangement direction, and the plasma control unit 101 is arranged along the wall surface 1a, 1b intersecting with the straight line extending in the first arrangement direction.
  • the hollow dielectric member 4 is arranged by stacking a plurality of rows arranged in parallel along the wall surfaces 1a and 1b intersecting with the straight line extending in the first arrangement direction, and Since a plurality of rows arranged in parallel along the wall surfaces 1c and 1d intersecting with the arrangement direction are arranged in a stacked manner, standing waves generated in the heating chamber are effectively suppressed, and microwaves radiated to the heating chamber are reduced. The beam can be focused on the object to be heated.
  • the present invention may include, in the scope of the present invention, a free combination of the embodiments, a modification of any of the components of each of the embodiments, or an omission of any of the components of each of the embodiments. It is possible.
  • the technology according to the present invention is preferably applied to a heating device or the like that suppresses uneven heating by plasma.

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Abstract

加熱室（１）の壁面に配置され、マイクロ波を加熱室（１）内に放射する放射素子（３）と、内部にガス（４１）が密閉され、両端部に電極（４２）を有する中空誘電体部材（４）と、中空誘電体部材（４）の状態を制御するプラズマ制御部（１０１）と、中空誘電体部材（４）の電極（４２）に接続され、プラズマ制御部（１０１）の制御に基づいて、電極（４２）に印加する電流を調整する電流調整部（１０２）とを有する制御部（１００）とを備え、中空誘電体部材（４）は、放射素子（３）が配置された壁面以外の壁面に沿って少なくとも１以上配置され、プラズマ制御部（１０１）は、中空誘電体部材（４）の状態を、ガスがマイクロ波を反射するプラズマ状態、ガスがマイクロ波を吸収するプラズマ状態、ガスがマイクロ波を透過させる気体状態のいずれかの状態に制御する。

Description

マイクロ波加熱装置
　この発明は、マイクロ波を用いて被加熱物の加熱を行う技術に関するものである。
　電子レンジに代表されるように、マイクロ波を用いて被加熱物を加熱する技術は、広く知られている。しかしながらマイクロ波による加熱において、加熱室内に発生するマイクロ波の定在波の節となる位置では、加熱に使われるエネルギー（以下、加熱エネルギーという）が小さく、加熱ムラが生じることが問題となっている。
　この問題を解決する方法として、ターンテーブルを用いて被加熱物を回転させ、被加熱物が受け取る加熱エネルギーを撹拌させる方法、マイクロ波放射装置を回転させることで加熱炉内に生じる加熱エネルギーの分布を撹拌する方法が知られている。
　さらに、特許文献１では、プラズマを用いて加熱エネルギーの平準化を行う方法が提案されている。特許文献１に開示された高周波加熱装置は、電磁波を反射するというプラズマの性質を利用して加熱エネルギーを平準化している。当該加熱装置では、加熱炉内の被加熱物の下部にプラズマを内部に生じるネオン管を多数配置し、マイクロ波発生源から加熱室内部へ供給されるマイクロ波がネオン管に到達し、マイクロ波の加熱エネルギーが高い場合にはネオン管内にプラズマが生じ、加熱エネルギーが低いところへマイクロ波を反射することによりマイクロ波の加熱エネルギーを平準化している。
特開昭５１-０８７８３７号公報
　上述した特許文献１に記載された高周波加熱装置では、マイクロ波は必ずしも加熱エネルギーが高いネオン管に到達するとは限らず、マイクロ波が被加熱物に当たらずに加熱室内においてエネルギーが損失する場合がある。さらに、閉じられた空間の中に放射されたマイクロ波のビームは広がりをもつことから、密に隣接したネオン管の間でエネルギーの高低は大幅には作れない。以上のように、特許文献１に記載された高周波加熱装置では、マイクロ波の反射方向を制御するが困難であり、加熱エネルギーの平準化の効果が低下するという課題があった。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、加熱室内の加熱エネルギーの分布をプラズマによって制御し、加熱エネルギーの平準化を実現することを目的とする。
　この発明に係るマイクロ波加熱装置は、内部に被加熱物を格納可能な導体で構成された壁面を有する加熱室と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、壁面に配置され、マイクロ波発生部で発生したマイクロ波を加熱室内に放射する放射素子と、内部にガスが密閉され、両端部に電極を有する中空誘電体部材と、中空誘電体部材の状態を制御するプラズマ制御部と、中空誘電体部材の電極に接続され、プラズマ制御部の制御に基づいて、電極に印加する電流を調整する電流調整部とを有する制御部とを備え、中空誘電体部材は、放射素子が配置された壁面以外の壁面に沿って少なくとも１以上配置され、プラズマ制御部は、中空誘電体部材の状態を、ガスがマイクロ波を反射するプラズマ状態、ガスがマイクロ波を吸収するプラズマ状態、ガスがマイクロ波を透過させる気体状態のいずれかの状態に制御するものである。
　この発明によれば、加熱室内の加熱エネルギーの分布をプラズマによって制御することができる。これにより、加熱室内の加熱エネルギーの平準化を実現し、被加熱物の加熱ムラを解消することができる。
実施の形態１に係るマイクロ波加熱装置の構成を示す側方模式図である。 実施の形態１に係るマイクロ波加熱装置の内部構成を示す上方模式図である。 実施の形態１に係るマイクロ波加熱装置の中空誘電体部材の構成を示す図である。 実施の形態２に係るマイクロ波加熱装置の内部構成を示す上方模式図である。 実施の形態３に係るマイクロ波加熱装置の構成を示す側方模式図である。 実施の形態３に係るマイクロ波加熱装置の内部構成を示す上方模式図である。 図７Ａおよび図７Ｂは、実施の形態３に係るマイクロ波加熱装置の定在波の位置を示す図である。 実施の形態４に係るマイクロ波加熱装置の制御部の構成を示すブロック図である。 図９Ａおよび図９Ｂは、実施の形態４に係るマイクロ波加熱装置の制御部のハードウェア構成例を示す図である。 実施の形態４に係るマイクロ波加熱装置の制御部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態５に係るマイクロ波加熱装置の制御部の構成を示すブロック図である。 実施の形態４，５に係るマイクロ波加熱装置のその他の構成例を示す図であり、マイクロ波加熱装置の内部構成を示す上方模式図である。 実施の形態６に係るマイクロ波加熱装置の構成を示す側方模式図である。 実施の形態６に係るマイクロ波加熱装置の制御部の構成を示すブロック図である。 実施の形態６に係るマイクロ波加熱装置の内部構成を示す上方模式図である。 実施の形態６に係るマイクロ波加熱装置の制御部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態６に係るマイクロ波加熱装置の中空誘電体部材のその他の配置例を示す図である。 実施の形態６に係るマイクロ波加熱装置の中空誘電体部材のその他の配置例を示す図である。
　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係るマイクロ波加熱装置１０の構成を示す側方模式図である。
　図２は、実施の形態１に係るマイクロ波加熱装置１０の内部構成を示す上方模式図である。図２では、加熱室１の上面、マイクロ波発生部２および放射素子３の記載を省略している。後述するその他の実施形態における上方模式図においても同様である。
　マイクロ波加熱装置１０は、加熱室１、マイクロ波発生部２、放射素子３、中空誘電体部材４、および制御部１００を備える。
　加熱室１は、内部に被加熱物Ｘを格納可能な導体で構成された壁面を有する筐体である。マイクロ波発生部２は、マイクロ波発振器２１、マイクロ波増幅器２２およびマイクロ波発振制御部２３を備える。マイクロ波発振器２１は、マイクロ波発振制御部２３の制御に基づいてマイクロ波を発振する機器である。マイクロ波増幅器２２は、マイクロ波発振器２１が発振したマイクロ波を増幅させる機器である。マイクロ波発振制御部２３は、マイクロ波発振器２１におけるマイクロ波の発振を制御する。
　放射素子３は、マイクロ波発生部２に接続され、当該マイクロ波発生部２において発生したマイクロ波を加熱室１内へ放射する。放射素子３は、加熱室１内の上面の壁面、底面の壁面、または側面の壁面の何れかに配置される。図１では、放射素子３が、加熱室１内の上面の壁面に配置した場合を示している。
　中空誘電体部材４は、後述する制御部１００の電流調整部１０２による電流の印加に応じてプラズマを発生させる。
　図３は、実施の形態１に係るマイクロ波加熱装置１０の中空誘電体部材４の構成を示す図である。
　中空誘電体部材４は、内部にガス４１が充填されて密閉され、両端部に電極４２が配置されている。電極４２は、電流調整部１０２に接続される。中空誘電体部材４内部のガス４１は、電流調整部１０２から印加される電流に応じて、プラズマを発生させるプラズマ状態と、プラズマが発生しない気体状態とに切り替わる。
　中空誘電体部材４は、低誘電損失、且つ低誘電率である部材で構成するのが望ましい。また、中空誘電体部材４の内部に充填されるガス４１は、第１８族元素（希ガス元素）を含む気体が望ましいが、窒素または酸素などの媒質、窒素と酸素の混合媒質を用いてもよい。また、ガス４１は、プラズマの生成度合いを調整するために、ＨｇまたはフラクトゲルＴＭＡＥ等の他の媒質を添加して構成してもよい。
　中空誘電体部材４は、加熱室１の室内の壁面のうち、放射素子３が配置された面以外の何れかの壁面に沿って、少なくとも１以上配置される。図２では、加熱室１の側面の壁面１ａに沿って６本の中空誘電体部材４が配置され、側面の壁面１ｂに沿って６本の中空誘電体部材４が配置された場合を示している。なお、中空誘電体部材４を配置する壁面、および中空誘電体部材４の配置本数は、図２で示した構成で限定されるものではなく、適宜設定可能である。
　制御部１００は、プラズマ制御部１０１および電流調整部１０２を備える。
　プラズマ制御部１０１は、電流調整部１０２の制御を行う。プラズマ制御部１０１は、例えばタイマ（図示しない）を有し、タイマのカウントに応じて電流の印加パターンを切り替え、電流調整部１０２を制御する。ここで、印加パターンは、いずれの中空誘電体部材４を印加するか、印加する電流の電流値および印加時間等の印加条件が複数パターン設定された情報である。
　電流調整部１０２は、プラズマ制御部１０１の制御に基づいて、中空誘電体部材４の電極４２に印加する電流を調整する。具体的に、電流調整部１０２は、中空誘電体部材４の電極４２に印加する電流を調整することにより、中空誘電体部材４の内部に充填されているガス４１をプラズマが発生するプラズマ状態、またはマイクロ波を透過させてプラズマが発生しない気体状態に設定する。また、電流調整部１０２は、中空誘電体部材４のガス４１がプラズマ状態である場合に、さらに印加する電流の電流値の調整を行い、プラズマ状態を、マイクロ波を反射する反射モードと、マイクロ波を吸収する吸収モードとを切り替える設定を行う。
　電流調整部１０２は、プラズマ制御部１０１の制御に基づいて、配置された中空誘電体部材４のうち、少なくとも１本以上の中空誘電体部材４の内部のガス４１の状態をプラズマ状態に設定する。これにより、加熱室１内に入射されたマイクロ波がプラズマ状態の中空誘電体部材４によって反射または吸収され、加熱室１内の加熱エネルギー分布が変化する。プラズマ状態の設定を複数パターン用意しておき、電流調整部１０２が時間毎にプラズマ状態のパターンを切り換えることにより、加熱室１内の加熱エネルギーの分布を平準化し、被加熱物Ｘの加熱ムラを抑制する。
　図２の例では、側面の壁面１ａに配置された６本の中空誘電体部材４のうち１本の中空誘電体部材４ａのガス４１の状態をプラズマ状態に設定し、その他の中空誘電体部材４を気体状態に設定した場合を示した。なお、プラズマ状態に設定する中空誘電体部材４は、１本の中空誘電体部材４ａに限定されるものではなく、複数の中空誘電体部材４をプラズマ状態に設定してもよい。
　以上のように、この実施の形態１によれば、内部にガス４１が密閉され、両端部に電極４２を有する中空誘電体部材４と、中空誘電体部材４の状態を制御するプラズマ制御部１０１と、中空誘電体部材４の電極４２に接続され、プラズマ制御部１０１の制御に基づいて、電極４２に印加する電流を調整する電流調整部１０２とを有する制御部１００とを備え、中空誘電体部材４は、放射素子３が配置された壁面以外の壁面に沿って少なくとも１以上配置され、プラズマ制御部１０１は、中空誘電体部材４の状態を、ガスがマイクロ波を反射するプラズマ状態、ガスがマイクロ波を吸収するプラズマ状態、ガスがマイクロ波を透過させる気体状態のいずれかの状態に制御するように構成した。
　これにより、中空誘電体部材４の状態を、ガスがマイクロ波を反射するプラズマ状態、ガスがマイクロ波を吸収するプラズマ状態、ガスがマイクロ波を透過させる気体状態のいずれかの状態に切り換えることができ、加熱室内のマイクロ波の加熱エネルギーの分布を変更することができる。よって、マイクロ波の加熱エネルギーが平準化され、被加熱物の加熱ムラを抑制することができる。
実施の形態２．
　図４は、実施の形態２に係るマイクロ波加熱装置１０の内部構成を示す上方模式図である。図４では、制御部１００の記載を省略している。
　また、実施の形態１に係るマイクロ波加熱装置１０の構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
　中空誘電体部材４は、加熱室１の室内の壁面のうち、放射素子３が配置された面以外の少なくとも１つの壁面に沿って、２以上並列して配置される。図４では、側面の壁面１ａに８本の中空誘電体部材４を並列して配置し、側面の壁面１ｂに８本の中空誘電体部材４を並列して配置した場合を示している。
　電流調整部１０２は、プラズマ制御部１０１の制御に基づいて、配置された中空誘電体部材４のうち、２以上の並列した中空誘電体部材４を、マイクロ波を反射するプラズマ状態とする。図４では、側面の壁面１ａに沿って並列して配置された８本の中空誘電体部材４ａを、マイクロ波を反射するプラズマ状態とした場合を示している。なお、図４において、側面の壁面１ｂに沿って並列して配置された８本の中空誘電体部材４ｂを、プラズマが発生しない気体状態とした場合を示している。並列した２以上の中空誘電体部材４を、マイクロ波を反射するプラズマ状態とすることにより、マイクロ波を反射する仮想的な反射面が形成される。中空誘電体部材４が形成した反射面により、加熱室１内に入射されたマイクロ波が反射され、加熱室１内の加熱エネルギー分布を変化させる。
　続いて、電流調整部１０２は、プラズマ制御部１０１の制御に基づいて、マイクロ波を反射するプラズマ状態とした中空誘電体部材４ａの状態を、マイクロ波を透過させてプラズマが発生しない気体状態とする。即ち、電流調整部１０２は、プラズマ制御部１０１の制御に基づいて、中空誘電体部材４ａをプラズマ状態と気体状態とで切り替えることにより、反射面の形成と、形成された反射面の消失とを切り替える。中空誘電体部材４による反射面の形成と消失により、加熱エネルギーの分布が時間的に変化して平準化され、被加熱物Ｘの加熱ムラを抑制する。
　以上のように、この実施の形態２によれば、中空誘電体部材４は、放射素子３が配置された壁面以外の少なくとも１つの壁面に沿って、２以上並列して配置され、プラズマ制御部１０１は、並列して配置された中空誘電体部材４のうち２以上の中空誘電体部材の状態を、マイクロ波を反射するプラズマ状態に制御するように構成した。
　これにより、プラズマによる仮想的な反射面が形成され、加熱室内のマイクロ波の加熱エネルギーの分布を変更することができる。よって、マイクロ波の加熱エネルギーが平準化され、被加熱物の加熱ムラを抑制することができる。
実施の形態３．
　図５は、実施の形態３に係るマイクロ波加熱装置１０の構成を示す側方模式図である。
　図６は、実施の形態３に係るマイクロ波加熱装置１０の内部構成を示す上方模式図である。
　図５および図６では、制御部１００の記載を省略している。また、実施の形態１，２に係るマイクロ波加熱装置１０の構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態１，２で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
　中空誘電体部材４は、加熱室１の室内の壁面のうち、放射素子３が配置された面以外の壁面であって、被加熱物Ｘを挟んで対向する少なくとも２以上の各壁面（第１の壁面および第２の壁面）に沿って、少なくとも２以上配置される。さらに、中空誘電体部材４は、壁面からそれぞれ約０．２５波長離間した位置に配置される。
　図５および図６では、加熱室１の側面の壁面１ａ（第１の壁面）に８本の中空誘電体部材４ａを並列して配置し、加熱室１の側面の壁面１ｂ（第２の壁面）に８本の中空誘電体部材４ｂを並列して配置した場合を示している。また、中空誘電体部材４ａは、壁面１ａから０．２５波長離間した位置に配置され、中空誘電体部材４ｂは、壁面１ｂから０．２５波長離間した位置に配置されている。複数並列した配置された中空誘電体部材４を、マイクロ波を反射するプラズマ状態とすることにより、マイクロ波を反射する仮想的な反射面が形成される。中空誘電体部材４が形成した反射面により、加熱室１内に入射されたマイクロ波が反射され、加熱室１内の加熱エネルギー分布を変化させる。
　なお、中空誘電体部材４の配置数は、図６で示した本数に限定されるものではなく、被加熱物Ｘを挟んで対向する中空誘電体部材４によって仮想的な反射面が形成される配置数であれば適宜設定可能である。
　電流調整部１０２は、プラズマ制御部１０１の制御に基づいて、対向する一方の壁面１ａに沿って並列して配置された中空誘電体部材４ａの列を、マイクロ波を反射するプラズマ状態とする。一方、壁面１ａに対向する他方の壁面１ｂに沿って並列して配置された中空誘電体部材４ｂの列を、マイクロ波を透過させてプラズマが発生しない気体状態とする（以下、第１の状態という）。
　次に、電流調整部１０２は、プラズマ制御部１０１の制御に基づいて、壁面１ａに沿って並列して配置されたマイクロ波を反射するプラズマ状態であった中空誘電体部材４ａの列を気体状態とし、壁面１ａに対向する他方の壁面１ｂに沿って並列して配置された気体状態の中空誘電体部材４ｂの列を、マイクロ波を反射するプラズマ状態とする（以下、第２の状態という）。
　プラズマ制御部１０１は、予め設定された時間間隔で上述した第１の状態と第２の状態とを交互に切り替える制御を行う。電流調整部１０２は、プラズマ制御部１０１の制御に基づいて印加する電流を調整することにより、中空誘電体部材４ａ，４ｂの列を、予め設定された時間間隔で上述した第１の状態と第２の状態とを交互で切り替える。これにより、加熱室１の室内に生じるマイクロ波の定在波の位置が変更される。
　図７を参照しながら加熱室１の室内に生じるマイクロ波の定在波の位置の変化について説明する。
　図７は、実施の形態３に係るマイクロ波加熱装置１０の定在波の位置を示す図である。
また、図７Ａは上述した第１の状態におけるマイクロ波の定在波の位置を示し、図７Ｂは上述した第２の状態におけるマイクロ波の定在波の位置を示している。
　図７Ａおよび図７Ｂに示すように、壁面１ａから０．２５波長離れた位置に中空誘電体部材４ａの列が位置し、壁面１ａと被加熱物Ｘを挟んで対向する壁面１ｂから０．２５波長離れた位置に中空誘電体部材４ｂの列が位置している。
　まず、図７Ａに示すように、電流調整部１０２は、プラズマ制御部１０１の制御に基づいて、中空誘電体部材４ａの列を、マイクロ波を反射するプラズマ状態とし、中空誘電体部材４ｂの列を気体状態とする（第１の状態）。図７Ａに示すように、第１の状態では、中空誘電体部材４ａの列によって仮想的な反射面Ａが形成される。形成された仮想的な反射面Ａがマイクロ波を反射することにより、図７Ａに示す定在波Ｂの波形となる。位置Ｂａに定在波Ｂの節が位置し、位置Ｂｂに定在波Ｂの腹が位置する。
　次に、図７Ｂに示すように、電流調整部１０２は、プラズマ制御部１０１の制御に基づいて、中空誘電体部材４ｂの列を、マイクロ波を反射するプラズマ状態とし、中空誘電体部材４ａの列を気体状態とする（第２の状態）。図７Ｂに示すように、第２の状態では、中空誘電体部材４ｂの列によって仮想的な反射面Ｃが形成される。形成された仮想的な反射面Ｃがマイクロ波を反射することにより、図７Ｂに示す定在波Ｄの波形となる。位置Ｄａに定在波Ｄの節が位置し、位置Ｄｂに定在波Ｄの腹が位置する。
　第１の状態において定在波の節の位置（図７Ａにおける位置Ｂａ）は、第２の状態において定在波の腹の位置（例えば、図７Ｂにおける位置Ｄｂ）と一致する。同様に、第２の状態において定在波の節の位置（図７Ｂにおける位置Ｄａ）は、第１の状態において定在波の腹の位置（例えば、図７Ａにおける位置Ｂｂ）と一致する。第１の状態と第２の状態とを切り替えることにより、図７Ａおよび図７Ｂの例では定在波の節の位置が、矢印Ｅで示した距離移動する。
　プラズマ制御部１０１および電流調整部１０２が、中空誘電体部材４の状態を第１の状態と第２の状態とに切り替えることにより、定在波の節および腹の位置が移動し、加熱エネルギー分布が時間平均として平準化され、被加熱物Ｘの加熱ムラを抑制する。
　以上のように、この実施の形態３によれば、中空誘電体部材４は、放射素子３が配置された壁面以外の壁面１ａから約０．２５波長離間した位置に２以上並列して配置され、且つ、放射素子３が配置された壁面以外であって壁面１ａと被加熱物Ｘを挟んで対向する壁面１ｂから約０．２５波長離間した位置に２以上並列して配置され、プラズマ制御部１０１は、壁面１ａに沿って並列して配置された中空誘電体部材４ａを、マイクロ波を反射するプラズマ状態とし、壁面１ｂに沿って並列して配置された中空誘電体部材４ｂを、マイクロ波を透過させる気体状態とする第１の状態と、壁面１ｂに沿って並列して配置された中空誘電体部材４ａを、マイクロ波を反射するプラズマ状態とし、壁面１ａに沿って並列して配置された中空誘電体部材４ｂを、マイクロ波を透過させる気体状態とする第２の状態とを、切り換える制御を行うように構成した。
　これにより、定在波の節および腹の位置が移動し、加熱エネルギー分布を時間平均として平準化することができる。よって、被加熱物の加熱ムラを抑制することができる。
実施の形態４．
　この実施の形態４では、加熱室１の室内の温度分布に基づいて、中空誘電体部材４に印加する電流を制御する構成を示す。
　図８は、実施の形態４に係るマイクロ波加熱装置１０の制御部１００Ａの構成を示すブロック図である。
　実施の形態４のマイクロ波加熱装置１０の制御部１００Ａは、実施の形態１－３で示した制御部１００にデータ処理部１０３およびデータベース１０４を追加して構成している。
　なお、以下では、実施の形態１－３に係るマイクロ波加熱装置１０の構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態１－３で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
　制御部１００Ａは、データ処理部１０３、データベース１０４、プラズマ制御部１０１および電流調整部１０２で構成される。制御部１００Ａは、加熱室１に設置された温度モニタ２００と有線または無線で接続されている。温度モニタ２００は、例えば温度センサ等で構成され、加熱室１内の温度分布を示す温度情報を取得する。温度モニタ２００は、加熱室１内の温度情報を取得可能であればよく、適当な位置に設置される。
　データ処理部１０３は、温度モニタ２００から入力された温度情報を参照し、被加熱物Ｘの近傍領域に加熱されていない領域があるか否か判定する。ここで、被加熱物Ｘの近傍領域は、例えば加熱室１内において被加熱物Ｘを置くのに推奨される位置が予め設定されている場合に、当該位置から所定の距離以内の領域を設定する。また、加熱室１内を撮像した撮像データから被加熱物Ｘを特定し、当該被加熱物Ｘが存在する領域を被加熱物Ｘの近傍領域と設定してもよい。
　データ処理部１０３は、被加熱物Ｘの近傍領域に加熱されていない領域があると判定した場合に、データベース１０４を参照し、温度モニタ２００から入力された温度情報に対応した制御条件を取得する。データ処理部１０３は、取得した制御条件をプラズマ制御部１０１に出力する。データベース１０４は、温度情報と、中空誘電体部材４の電極４２へ印加する電流値および印加時間を示した制御条件とを紐付けて記憶する記憶領域である。
　プラズマ制御部１０１は、データ処理部１０３から入力された制御条件に応じて、電流調整部１０２を制御する。電流調整部１０２は、プラズマ制御部１０１の制御に基づいて、中空誘電体部材４の電極４２に印加する電流を調整する。
　次に、マイクロ波加熱装置１０のハードウェア構成例を説明する。
　図９Ａおよび図９Ｂは、実施の形態４に係るマイクロ波加熱装置１０の制御部１００Ａのハードウェア構成例を示す図である。
　マイクロ波加熱装置１０の制御部１００Ａにおけるデータ処理部１０３、プラズマ制御部１０１および電流調整部１０２の各機能は、処理回路により実現される。即ち、マイクロ波加熱装置１０の制御部１００Ａは、上記各機能を実現するための処理回路を備える。当該処理回路は、図９Ａに示すように専用のハードウェアである処理回路１００ａであってもよいし、図９Ｂに示すようにメモリ１００ｃに格納されているプログラムを実行するプロセッサ１００ｂであってもよい。
　図９Ａに示すように、データ処理部１０３、プラズマ制御部１０１および電流調整部１０２が専用のハードウェアである場合、処理回路１００ａは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。データ処理部１０３、プラズマ制御部１０１および電流調整部１０２の各部の機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。
　図９Ｂに示すように、データ処理部１０３、プラズマ制御部１０１および電流調整部１０２がプロセッサ１００ｂである場合、各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１００ｃに格納される。プロセッサ１００ｂは、メモリ１００ｃに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、データ処理部１０３、プラズマ制御部１０１および電流調整部１０２の各機能を実現する。即ち、データ処理部１０３、プラズマ制御部１０１および電流調整部１０２は、プロセッサ１００ｂにより実行されるときに、後述する図１０に示す各ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ１００ｃを備える。また、これらのプログラムは、データ処理部１０３、プラズマ制御部１０１および電流調整部１０２の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
　ここで、プロセッサ１００ｂとは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのことである。
　メモリ１００ｃは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically EPROM）等の不揮発性または揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスク、フレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ミニディスク、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスクであってもよい。
　なお、データ処理部１０３、プラズマ制御部１０１および電流調整部１０２の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、マイクロ波加熱装置１０における処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
　次に、制御部１００Ａの動作について説明する。
　図１０は、実施の形態４に係るマイクロ波加熱装置１０の制御部１００Ａの動作を示すフローチャートである。
　データ処理部１０３は、温度モニタ２００から温度情報を取得すると（ステップＳＴ１）、被加熱物Ｘの近傍領域の温度情報を参照し、加熱されていない領域があるか否か判定を行う（ステップＳＴ２）。加熱されていない領域がある場合（ステップＳＴ２；ＹＥＳ）、データ処理部１０３はデータベース１０４を参照し、ステップＳＴ１で取得した温度情報に対応した制御条件を取得する（ステップＳＴ３）。データ処理部１０３は、取得した制御条件をプラズマ制御部１０１に出力する。プラズマ制御部１０１は、入力された制御条件に基づいて、電流調整部１０２を制御する（ステップＳＴ４）。電流調整部１０２は、ステップＳＴ４の制御に基づいて、中空誘電体部材４の電極４２に電流を印加する（ステップＳＴ５）。その後、フローチャートはステップＳＴ１の処理に戻る。
　一方、加熱されていない領域がない場合（ステップＳＴ２；ＮＯ）、データ処理部１０３は被加熱物Ｘの温度を参照し、設定された温度に達しているか否か判定を行う（ステップＳＴ６）。被加熱物Ｘの温度が設定された温度に達していない場合（ステップＳＴ６；ＮＯ）、データ処理部１０３は、プラズマ制御部１０１に現在の制御条件での加熱の継続を指示する（ステップＳＴ７）。プラズマ制御部１０１は、データ処理部１０３から入力された指示に基づいて、電流調整部１０２を制御する（ステップＳＴ８）。電流調整部１０２は、ステップＳＴ８の制御に基づいて、中空誘電体部材４の電極４２に電流を印加する（ステップＳＴ９）。その後、フローチャートはステップＳＴ１の処理に戻る。
　一方、被加熱物Ｘの温度が設定された温度に達している場合（ステップＳＴ６；ＹＥＳ）、データ処理部１０３は、プラズマ制御部１０１に加熱の終了を指示する（ステップＳＴ１０）。プラズマ制御部１０１は、データ処理部１０３から入力された指示に基づいて、電流調整部１０２を制御して、電流の印加を停止し（ステップＳＴ１１）、処理を終了する。
　なお、上述したフローチャートでは、ステップＳＴ６の判定処理において判定した被加熱物Ｘの温度に基づいて加熱を終了する処理を示したが、予め設定された加熱時間に応じて加熱を終了する処理としてもよい。
　以上のように、実施の形態４によれば、制御部１００は、加熱室１内の温度分布を示す温度情報を取得し、中空誘電体部材４の状態を制御する制御条件を蓄積したデータベース１０４を参照し、取得した温度情報に対応した制御条件を取得するデータ処理部１０３を備え、プラズマ制御部１０１は、データ処理部１０３が取得した制御条件に応じて中空誘電体部材４の状態を制御し、電流調整部１０２は、プラズマ制御部の制御に基づいて電極に印加する電流を調整するように構成した。
　これにより、加熱室内の温度分布に基づいて中空誘電体部材４のプラズマ状態を制御することができる。被加熱物の加熱ムラを抑制することができる。
　なお、上述した実施の形態４では、マイクロ波加熱装置１０がデータベース１０４を備える構成を示したが、外部装置がデータベース１０４を有する構成としてもよい。
実施の形態５．
　この実施の形態５では、温度モニタ２００が取得した温度情報を用いてデータベース１０４を更新する構成を示す。
　図１１は、実施の形態５に係るマイクロ波加熱装置１０の制御部１００Ｂの構成を示すブロック図である。
　実施の形態５の制御部１００Ｂは、実施の形態４で示した制御部１００Ａのデータ処理部１０３に替えてデータ処理部１０３ａを備え、更新処理部１０５を追加して構成している。
　なお、以下では、実施の形態４に係るマイクロ波加熱装置１０の制御部１００Ａの構成要素と同一または相当する構成には、実施の形態４で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
　データ処理部１０３ａは、温度モニタ２００から入力された温度情報のうち、プラズマ制御部１０１および電流調整部１０２によって、中空誘電体部材４のプラズマ状態を変更した後の温度情報を更新処理部１０５に出力する。更新処理部１０５は、データ処理部１０３ａからプラズマ状態変更後の温度情報の入力を受け付ける。更新処理部１０５は、受け付けたプラズマ状態変更後の温度情報を、データベース１０４に記憶させる。データベース１０４は、プラズマ状態変更前の温度情報と、制御条件と、プラズマ状態変更後の温度情報とを紐付けて記憶する。
　データ処理部１０３ａは、温度モニタ２００から入力された温度情報に基づいて制御条件を取得する際に、プラズマ状態変更後の温度情報も参照し、目標とする温度分布となる制御条件を取得する。更新処理部１０５がプラズマ状態変更後の温度情報を用いてデータベース１０４を更新することにより、データ処理部１０３は被加熱物Ｘが適切な加熱状態となる制御情報を取得可能となる。
　また、更新処理部１０５は、プラズマ状態変更後に温度情報がどのように変化したかを示す情報を用いて、制御条件の学習処理を行う構成としてもよい。更新処理部１０５は、制御条件の学習結果に基づいて、データベース１０４に記憶した制御条件を更新する。更新処理部１０５が制御条件を学習処理することにより、迅速に最適なプラズマ状態の制御を行うことができる。
　次に、制御部１００Ａのハードウェア構成例を説明する。なお、実施の形態４と同一の構成の説明は省略する。
　制御部１００Ａにおけるデータ処理部１０３ａおよび更新処理部１０５は、図９Ａで示した処理回路１００ａ、または図９Ｂで示したメモリ１００ｃに格納されるプログラムを実行するプロセッサ１００ｂである。
　以上のように、実施の形態５によれば、制御部１００は、データ処理部１０３を介してプラズマ制御部１０１がプラズマ状態を変更した後の温度情報を取得し、プラズマ状態を変更する前後の温度情報を制御条件と紐付けてデータベース１０４に記憶させる更新を行う更新処理部１０５を備え、データ処理部１０３は、更新後のデータベース１０４を参照し、現在の温度情報、および電流を印加する前後の温度情報に基づいて制御条件を取得するように構成した。
　これにより、更新処理を複数回繰り返し、被加熱物に加熱ムラがない状態まで加熱することができる。また、プラズマ状態を変更した後の情報を蓄積することができ、所望の温度分布となる制御条件をより取得しやすくなる。
　また、実施の形態５によれば、更新処理部１０５は、プラズマ状態変更後に温度情報がどのように変化したかを示す情報を用いて、制御条件の学習処理を行うように構成したので、加熱室内の温度分布に対して最適なプラズマ状態の制御を行うことができる、
　なお、上述した実施の形態４および実施の形態５では、図２、図４および図６で示した実施の形態１－３のマイクロ波加熱装置１０に適用する制御部１００Ａ，１００Ｂについて説明を行った。しかし、制御部１００Ａ，１００Ｂを適用するマイクロ波加熱装置１０は図２、図４および図６で示した構成に限定されるものではなく、例えば図１２に示すマイクロ波加熱装置１０であってもよい。
　図１２は、実施の形態４，５に係るマイクロ波加熱装置１０のその他の構成例を示す図であり、マイクロ波加熱装置１０の内部構成を示す上方模式図である。図１２では、制御部１００Ａ，１００Ｂの記載を省略している。
　中空誘電体部材４は、放射素子３が配置された面（例えば、図１で示した上面）と交わる加熱室１の側面の全ての壁面１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに沿って並列して配置される。また、中空誘電体部材４の並列した列は、複数積層させて配置される。図１２の例では、壁面１ａに沿って並列した中空誘電体部材４の列を３層積層させて配置した場合を示している。同様に、壁面１ｂに沿って並列した中空誘電体部材４の列を３層積層させて配置し
壁面１ｃに沿って並列した中空誘電体部材４の列を２層積層させて配置し、壁面１ｄに沿った並列した中空誘電体部材４の列を２層積させ配置した場合を示している。
　制御部１００Ａ、１００Ｂは、温度モニタ２００から入力された温度情報に基づいて、複数の中空誘電体部材４のうち、隣接する任意の中空誘電体部材４を反射モードのプラズマ状態とする制御を行う。また、その他の中空誘電体部材４を、前記マイクロ波を透過させる気体状態とする制御を行う。これにより、中空誘電体部材４によって任意の反射面が構成される。図１２の例では、仮想的な反射面Ｆが形成された場合を示している。温度モニタ２００から入力された温度情報に基づいて、仮想的な反射面の形成を制御することにより、マイクロ波の反射方向が制御され、加熱領域が制御される。温度モニタ２００から入力された温度情報に基づいて、より効果的な加熱制御を行うことができる。
　このように、実施の形態５のその他の構成によれば、中空誘電体部材４は、放射素子３が配置された壁面と交わる壁面１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに沿って並列して配置され、且つ当該壁面１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに沿って並列した列を複数積層させて配置され、プラズマ制御部１０１は、データ処理部１０３が取得した制御条件に応じて電極４２に印加する電流を制御し、隣接する任意の３以上の中空誘電体部材４を、マイクロ波を反射するプラズマ状態とし、その他の中空誘電体部材を、マイクロ波を透過させる気体状態とする制御を行うように構成した、
　これにより、加熱室内の温度分布に応じた仮想的な反射面が形成され、温度分布に応じた加熱領域の制御を行うことができる。よって温度分布に応じた、より効果的な加熱制御を行うことができる。
実施の形態６．
　この実施の形態６では、加熱室１内のある領域を集中的に加熱する構成を示す。
　図１３は、実施の形態６に係るマイクロ波加熱装置１０Ａの構成を示す側方模式図である。なお、図１３では、制御部１００Ｃの記載を省略している。
　図１４は、実施の形態６に係るマイクロ波加熱装置１０Ａの制御部１００Ｃの構成を示すブロック図である。
　実施の形態６のマイクロ波加熱装置１０Ａは、実施の形態４で示したマイクロ波加熱装置１０のマイクロ波発生部２に位相器２４を追加して設けて構成している。また、放射素子３を２つ設けて構成している。さらに、実施の形態４で示したマイクロ波加熱装置１０の制御部１００Ａに替えて制御部１００Ｃを設けて構成している。
　なお、以下では、実施の形態４に係るマイクロ波加熱装置１０の構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態４で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
　放射素子３ａと放射素子３ｂは、空間的に離間する位置に配置され、マイクロ波発生部２において発生したマイクロ波を加熱室１内へ放射する。放射素子３ａ，３ｂの種類はどのようなものであってもよい。また、放射素子３の数は２つ以上配列してもよく、同一直線上であれば複数の放射素子３を配列可能である。
　放射素子３ａ，３ｂには、マイクロ波発生部２の位相器２４が接続される。位相器２４は、各放射素子３ａ，３ｂから放射するマイクロ波の位相に差を設ける。位相器２４が設けた位相差により、放射素子３ａ，３ｂから放射されるマイクロ波の放射方向は、少なくとも一方向に制御される。
　加熱室１は閉じた空間であるため定在波が生じ、マイクロ波のビームを自由に制御することができない。そこで、プラズマ制御部１０１は、少なくとも１本以上の中空誘電体部材４を吸収モードのプラズマ状態に制御する。これにより、加熱室１内のマイクロ波が中空誘電体部材４に吸収される。マイクロ波が吸収されることにより、加熱室内の定在波が抑制され、加熱室１は開いた空間と同様にマイクロ波のビームが制御される。
　図１４を参照しながら、制御部１００Ｃの詳細について説明する。
　制御部１００Ｃのデータ処理部１０３ｂは実施の形態４と同様に温度モニタ２００から入力された温度情報を参照し、被加熱物Ｘの近傍領域に加熱されていない領域があるか否か判定する。被加熱物Ｘの近傍領域に加熱されていない領域があると判定した場合に、データ処理部１０３ｂは、位相器２４に対して放射するマイクロ波の位相に差を設けるように制御指示を出力する。また、データ処理部１０３ｂは、位相器２４に対して放射するマイクロ波の位相に差を設けるように制御指示を出力した場合に、データベース１０４から少なくとも１本以上の中空誘電体部材４を吸収モードのプラズマ状態に制御する制御条件を取得する。データベース１０４は、位相器２４がマイクロ波の位相に差を設けている場合の制御条件を記憶する。
　図１５は、実施の形態６に係るマイクロ波加熱装置１０Ａの内部構成を示す上方模式図である。
　中空誘電体部材４は、放射素子３ａ，３ｂの配列方向に伸びる直線と交わる壁面に沿って、並列して配置される。図１５の例では、中空誘電体部材４ａを、放射素子３ａ，３ｂの配列方向に伸びる直線と交わる壁面１ａに沿って並列して配置し、中空誘電体部材４ｂが放射素子３ａ，３ｂの配列方向に伸びる直線と交わる壁面１ｂに沿って並列して配置した場合を示している。
　プラズマ制御部１０１は、データ処理部１０３ｂが取得した制御条件に基づいて、少なくとも１つの中空誘電体部材４を吸収モードのプラズマ状態とし、その他の中空誘電体部材４を反射モードのプラズマ状態に制御する。図１５の例では、プラズマ制御部１０１が、壁面１ａに沿って配置された中空誘電体部材４ａの列のうち、１本の中空誘電体部材４ｃを吸収モードのプラズマ状態とし、その他の中空誘電体部材４ａを反射モードのプラズマ状態に制御した場合を示している。同様に、壁面１ｂに沿って配置された中空誘電体部材４ｂの列のうち、１本の中空誘電体部材４ｄを吸収モードのプラズマ状態とし、その他の中空誘電体部材４ｂを反射モードのプラズマ状態に制御した場合を示している。
　図１５で示した構成とすることにより、放射素子３ａ，３ｂの配列方向へのマイクロ波の放射方向を変更することができる。
　次に、制御部１００Ｃのハードウェア構成例を説明する。なお、実施の形態４と同一の構成の説明は省略する。
　制御部１００Ｃにおけるデータ処理部１０３ｂは、図９Ａで示した処理回路１００ａ、または図９Ｂで示したメモリ１００ｃに格納されるプログラムを実行するプロセッサ１００ｂである。
　次に、制御部１００Ｃの動作について説明する。
　図１６は、実施の形態６に係るマイクロ波加熱装置１０Ａの制御部１００Ｃの動作を示すフローチャートである。
　データ処理部１０３ｂは、温度モニタ２００から温度情報を取得すると（ステップＳＴ１）、被加熱物Ｘの近傍領域の温度情報を参照し、加熱されていない領域があるか否か判定を行う（ステップＳＴ２）。加熱されていない領域がある場合（ステップＳＴ２；ＹＥＳ）、データ処理部１０３ｂは位相器２４に対して放射するマイクロ波の位相に差を設けるように制御指示を出力する（ステップＳＴ２１）。
　また、データ処理部１０３ｂは、データベース１０４を参照し、放射素子３ａ，３ｂから放射するマイクロ波の位相に差を設ける場合の、制御条件を取得する（ステップＳＴ２２）。データ処理部１０３は、取得した制御条件をプラズマ制御部１０１に出力する。その後、フローチャートはステップＳＴ４の処理に進む。一方、加熱されていない領域がない場合（ステップＳＴ２；ＮＯ）、ステップＳＴ６の処理に進む。
　マイクロ波加熱装置１０Ａの中空誘電体部材４のその他の配置例について説明する。マイクロ波加熱装置１０Ａの中空誘電体部材４の配置は、被加熱物Ｘを集中して加熱可能な配置であれば適宜設定可能である。
　図１７は、実施の形態６に係るマイクロ波加熱装置１０Ａの中空誘電体部材４のその他の配置例を示す図である。図１７は、加熱室１の内部構成を示す上方模式図である。
　上述した図１３では放射素子３ａ，３ｂの配列方向を一方向としたが、互いに直交する直線上、且つ各直線上に２以上の放射素子３を配列する構成としてもよい。位相器２４は、各放射素子３から放射するマイクロ波の位相に差を設ける。位相器２４が設けた位相差により、全ての放射素子３から放射されるマイクロ波の放射方向が制御される。
　この場合、図１７に示すように、放射素子３ａ，３ｂの配列方向に伸びる直線３Ａと交わる壁面１ａ，１ｂ、および放射素子３ｃ，３ｄの配列方向に伸びる直線３Ｂと交わる壁面１ｃ，１ｄに沿って、中空誘電体部材４を並列して配置する。即ち、放射素子３が配置された面（例えば、図１３で示した上面）と交わる全ての壁面に中空誘電体部材４の列が配置される。プラズマ制御部１０１は、各壁面１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに並列して配置された中空誘電体部材４のうち少なくとも１つの中空誘電体部材４を吸収モードのプラズマ状態に制御する。
　当該構成により、４以上の放射素子３の配列面と並行な面上において定在波の発生が抑制され、マイクロ波が２次元的に操作される。これにより、４以上の放射素子３が配置された平面と平行な面上における任意の点にマイクロ波ビームを集中させることができる。
　図１８は、実施の形態６に係るマイクロ波加熱装置１０Ａの中空誘電体部材４のその他の配置例を示す図である。図１８は、加熱室１の内部構成を示す上方模式図である。
　図１８は、中空誘電体部材４を加熱室１の各壁面１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに沿って並列に配置し、且つ当該並列した列を２層積層させ、中空誘電体部材４ａ，４ｂ，４ｅ，４ｆの列とした場合を示している。即ち、放射素子３が配置された面（例えば、図１３で示した上面）と交わる全ての壁面に中空誘電体部材４の列を２層以上配置する。
　プラズマ制御部１０１は、データ処理部１０３ｂから入力された制御条件に基づいて、中空誘電体部材４ａの列の層毎に、中空誘電体部材４ｂの列の層毎に、中空誘電体部材４ｅの列の層毎に、および中空誘電体部材４ｆの列の層毎に、電流値に差を設ける。プラズマ制御部１０１は、中空誘電体部材４の列の層毎に吸収効率が異なる吸収モードのプラズマ状態とする制御を行う。具体的に、プラズマ制御部１０１は、被加熱物Ｘに近い側に位置する層を構成する中空誘電体部材４に小さい電流値を設定し、被加熱物Ｘに遠い側に位置する層を構成する中空誘電体部材４に大きい電流値を設定する。これにより、マイクロ波の吸収性能が向上し、被加熱物Ｘが存在する領域との波動インピーダンス整合が行われ、加熱室１中央へのマイクロ波の反射を抑えることができる。これにより、マイクロ波のビームをより細かく制御し、被加熱物Ｘの加熱も細かく制御することができる。
　以上のように、実施の形態６によれば、２以上の放射素子３ａ，３ｂを備え、マイクロ波発生部２は、２以上の放射素子３ａ，３ｂが放射するマイクロ波の位相に差を設ける位相器２４を有し、中空誘電体部材４は、２以上の放射素子３ａ，３ｂの配列方向に伸びる直線と交わる壁面に１ａ，１ｂ沿って、２以上並列して配置され、プラズマ制御部１０１は、中空誘電体部材４のうち少なくとも１つの中空誘電体部材４を、マイクロ波を吸収するプラズマ状態とする制御を行うように構成した。
　これにより、放射素子の配列方向へのマイクロ波の放射方向を変更することができる、よって、集中して加熱を行いたい領域にマイクロ波のビームを集中させることができ、加熱すべき領域を効率的に加熱することができる。
　また、この実施の形態６によれば、放射素子３は、第１の配列方向に２以上配列され、且つ第２の配列方向に２以上配列され、位相器２４は、第１の配列方向および第２の配列方向に配置された各放射素子３の位相に差を設け、中空誘電体部材４は、第１の配列方向に伸びる直線と交わる壁面に沿って２以上並列して配置され、且つ第２の配列方向に伸びる直線と交わる壁面に沿って、２以上並列して配置され、プラズマ制御部１０１は、第１の配列方向に伸びる直線と交わる壁面１ａ、１ｂに沿って配置された中空誘電体部材４のうち少なくとも１つの中空誘電体部材４、および第２の配列方向に伸びる直線と交わる壁面１ｃ，１ｄに沿って配置された中空誘電体部材４のうち少なくとも１つの中空誘電体部材４を、マイクロ波を吸収するプラズマ状態とする制御を行うように構成した。
　これにより、放射素子の配列面と並行な面上における定在波の発生を抑制することができる。よって、放射素子の配列面と並行な面上における任意の点にマイクロ波のビームを集中させることができる。
　また、この実施の形態６によれば、中空誘電体部材４は、第１の配列方向に伸びる直線と交わる壁面１ａ、１ｂに沿って並列した列を複数積層させて配置され、且つ第２の配列方向と交わる壁面１ｃ，１ｄに沿って並列した列を複数積層させて配置されるように構成したので、加熱室内に生じる定在波を効果的に抑制し、加熱室に放射するマイクロ波のビームを被加熱物に集中させることができる。
　なお、上述した実施の形態６では、実施の形態４に係るマイクロ波加熱装置１０に適用する場合を例に説明を行ったが、実施の形態５に係るマイクロ波加熱装置１０に適用してもよい。
　上記以外にも、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　この発明に係る技術は、プラズマによって加熱ムラを抑制する加熱装置等に適用するのが好ましい。
　１　加熱室、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ　壁面、２　マイクロ波発生部、３，３ａ，３ｂ　放射素子、４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ　中空誘電体部材、１０，１０Ａ　マイクロ波加熱装置、２１　マイクロ波発振器、２２　マイクロ波増幅器、２３　マイクロ波発振制御部、２４　位相器、４１　ガス、４２　電極、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ　制御部、１０１　プラズマ制御部、１０２　電流調整部、１０３，１０３ａ，１０３ｂ　データ処理部、１０４　データベース、１０５　更新処理部、２００　温度モニタ。

Claims (9)

  1. 　内部に被加熱物を格納可能な導体で構成された壁面を有する加熱室と、
    　マイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、
    　前記壁面に配置され、前記マイクロ波発生部で発生した前記マイクロ波を前記加熱室内に放射する放射素子と、
    　内部にガスが密閉され、両端部に電極を有する中空誘電体部材と、
    　前記中空誘電体部材の状態を制御するプラズマ制御部と、前記中空誘電体部材の前記電極に接続され、前記プラズマ制御部の制御に基づいて、前記電極に印加する電流を調整する電流調整部とを有する制御部とを備え、
    　前記中空誘電体部材は、前記放射素子が配置された壁面以外の前記壁面に沿って少なくとも１以上配置され、
    　前記プラズマ制御部は、前記中空誘電体部材の状態を、前記ガスが前記マイクロ波を反射するプラズマ状態、前記ガスが前記マイクロ波を吸収するプラズマ状態、前記ガスが前記マイクロ波を透過させる気体状態のいずれかの状態に制御するマイクロ波加熱装置。
  2. 　前記中空誘電体部材は、前記放射素子が配置された壁面以外の少なくとも１つの前記壁面に沿って、２以上並列して配置され、
    　前記プラズマ制御部は、前記並列して配置された前記中空誘電体部材のうち２以上の中空誘電体部材の状態を、前記マイクロ波を反射するプラズマ状態に制御することを特徴とする請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
  3. 　前記中空誘電体部材は、前記放射素子が配置された壁面以外の第１の壁面から約０．２５波長離間した位置に２以上並列して配置され、且つ、前記放射素子が配置された壁面以外であって前記第１の壁面と前記被加熱物を挟んで対向する第２の壁面から約０．２５波長離間した位置に２以上並列して配置され、
    　前記プラズマ制御部は、前記第１の壁面に沿って並列して配置された前記中空誘電体部材を、前記マイクロ波を反射するプラズマ状態とし、前記第２の壁面に沿って並列して配置された前記中空誘電体部材を、前記マイクロ波を透過させる気体状態とする第１の状態と、前記第２の壁面に沿って並列して配置された前記中空誘電体部材を、前記マイクロ波を反射するプラズマ状態とし、前記第１の壁面に沿って並列して配置された前記中空誘電体部材を、前記マイクロ波を透過させる気体状態とする第２の状態とを、切り換える制御を行うことを特徴とする請求項２記載のマイクロ波加熱装置。
  4. 　前記制御部は、前記加熱室内の温度分布を示す温度情報を取得し、前記中空誘電体部材の状態を制御する制御条件を蓄積したデータベースを参照し、前記取得した温度情報に対応した前記制御条件を取得するデータ処理部を備え、
    　前記プラズマ制御部は、前記データ処理部が取得した前記制御条件に応じて前記中空誘電体部材の状態を制御し、
    　前記電流調整部は、前記プラズマ制御部の制御に基づいて前記電極に印加する電流を調整することを特徴とする請求項３記載のマイクロ波加熱装置。
  5. 　前記制御部は、前記データ処理部を介して前記プラズマ制御部が前記プラズマ状態を変更した後の前記温度情報を取得し、前記プラズマ状態を変更する前後の前記温度情報を前記制御条件と紐付けて前記データベースに記憶させる更新を行う更新処理部を備え、
    　前記データ処理部は、更新後の前記データベースを参照し、現在の前記温度情報、および前記電流を印加する前後の前記温度情報に基づいて前記制御条件を取得することを特徴とする請求項４記載のマイクロ波加熱装置。
  6. 　前記中空誘電体部材は、前記放射素子が配置された壁面と交わる壁面に沿って並列して配置され、且つ当該壁面に沿って並列した列を複数積層させて配置され、
    　前記プラズマ制御部は、前記データ処理部が取得した前記制御条件に応じて前記電極に印加する電流を制御し、隣接する任意の３以上の前記中空誘電体部材を、前記マイクロ波を反射するプラズマ状態とし、その他の前記中空誘電体部材を、前記マイクロ波を透過させる気体状態とする制御を行うことを特徴とする請求項４または請求項５記載のマイクロ波加熱装置。
  7. 　２以上の前記放射素子を備え、
    　前記マイクロ波発生部は、前記２以上の放射素子が放射する前記マイクロ波の位相に差を設ける位相器を有し、
    　前記中空誘電体部材は、前記２以上の放射素子の配列方向に伸びる直線と交わる前記壁面に沿って、２以上並列して配置され、
    　前記プラズマ制御部は、前記中空誘電体部材のうち少なくとも１つの中空誘電体部材を、前記マイクロ波を吸収するプラズマ状態とする制御を行うことを特徴とする請求項２記載のマイクロ波加熱装置。
  8. 　前記放射素子は、第１の配列方向に２以上配列され、且つ第２の配列方向に２以上配列され、
    　前記位相器は、前記第１の配列方向および前記第２の配列方向に配置された各前記放射素子の位相に差を設け、
    　前記中空誘電体部材は、前記第１の配列方向に伸びる直線と交わる前記壁面に沿って２以上並列して配置され、且つ前記第２の配列方向に伸びる直線と交わる前記壁面に沿って、２以上並列して配置され、
    　前記プラズマ制御部は、前記第１の配列方向に伸びる直線と交わる前記壁面に沿って配置された前記中空誘電体部材のうち少なくとも１つの中空誘電体部材、および前記第２の配列方向に伸びる直線と交わる前記壁面に沿って配置された前記中空誘電体部材のうち少なくとも１つの中空誘電体部材を、前記マイクロ波を吸収するプラズマ状態とする制御を行うことを特徴とする請求項７記載のマイクロ波加熱装置。
  9. 　前記中空誘電体部材は、前記第１の配列方向に伸びる直線と交わる前記壁面に沿って並列した列を複数積層させて配置され、且つ前記第２の配列方向と交わる前記壁面に沿って並列した列を複数積層させて配置されたことを特徴とする請求項８記載のマイクロ波加熱装置。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5187837A (ja) 1975-01-31 1976-07-31 Sony Corp Koshuhakanetsusochi
JP2001035649A (ja) * 1999-06-28 2001-02-09 Lg Electronics Inc 電子レンジ
JP2004071519A (ja) * 2002-08-03 2004-03-04 Ii Yon Hii 加熱処理方法
WO2009050893A1 (ja) * 2007-10-18 2009-04-23 Panasonic Corporation マイクロ波加熱装置
WO2017141826A1 (ja) * 2016-02-17 2017-08-24 パナソニック株式会社 マイクロ波加熱装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1543980A (en) * 1975-05-19 1979-04-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Microwave heating apparatus
US5272299A (en) * 1990-09-11 1993-12-21 Kansas State University Research Foundation Combination microwave and convection oven and method of using
JP4186279B2 (ja) 1998-11-11 2008-11-26 松下電器産業株式会社 マイクロ波加熱装置
JP3501715B2 (ja) * 2000-03-21 2004-03-02 シャープ株式会社 プラズマプロセス装置
JP3960775B2 (ja) * 2001-11-08 2007-08-15 シャープ株式会社 プラズマプロセス装置および処理装置
US20040206755A1 (en) * 2003-04-18 2004-10-21 Hadinger Peter James Microwave heating using distributed semiconductor sources
JP5478058B2 (ja) * 2008-12-09 2014-04-23 国立大学法人東北大学 プラズマ処理装置
JP2012089334A (ja) * 2010-10-19 2012-05-10 Tokyo Electron Ltd マイクロ波プラズマ源およびプラズマ処理装置
JP5836144B2 (ja) * 2012-01-31 2015-12-24 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波放射機構および表面波プラズマ処理装置
JPWO2017022711A1 (ja) * 2015-07-31 2018-05-24 イマジニアリング株式会社 電磁波加熱装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5187837A (ja) 1975-01-31 1976-07-31 Sony Corp Koshuhakanetsusochi
JP2001035649A (ja) * 1999-06-28 2001-02-09 Lg Electronics Inc 電子レンジ
JP2004071519A (ja) * 2002-08-03 2004-03-04 Ii Yon Hii 加熱処理方法
WO2009050893A1 (ja) * 2007-10-18 2009-04-23 Panasonic Corporation マイクロ波加熱装置
WO2017141826A1 (ja) * 2016-02-17 2017-08-24 パナソニック株式会社 マイクロ波加熱装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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