(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を入れるための導波管；及び
前記導波管内の一定空間を占有するように備えられる固状物体の波長調節器を含み、
前記波長調節器は、前記導波管の長手方向に進行するマイクロ波が通過する幅方向空間を減少させ、進行する前記マイクロ波の波長をカットオフ値付近条件によって一定倍数以上に長くする波長調節空間を形成することにより、前記波長調節空間内の前記被加熱物を加熱し、
前記波長調節器は、側面に付着された位置調節手段を含み、
手動でまたは機械的装置によって前記位置調節手段を押すか引くことによって前記波長調節器を前記導波管の幅方向に移動させることを特徴とする、マイクロ波加熱装置。
【請求項２】
前記カットオフ値付近条件は、前記波長調節器によって、前記波長調節空間内での波長が前記マイクロ波の自由空間波長の２．０〜１００倍に長くなるようにすることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
前記波長調節器は、前記波長調節空間の長手方向の前または後に幅方向空間を次第に変更させるための傾斜面を含むことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
反射板をさらに含み、
前記波長調節空間内から出たマイクロ波を前記反射板で反射させ、前記波長調節空間内の前記被加熱物側にさらに進行させることにより、前記被加熱物でのマイクロ波減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）電力の差を補償し、前記被加熱物の位置別加熱均一度を高めることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
前記被加熱物を加熱する間前記反射板を所定距離だけ前後に往復運動させるか、あるいは所定角度で往復回転させるか、あるいは３６０度繰り返し回転させることを特徴とする、請求項４に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
前記導波管の内部に連通するように形成された入力スリット及び出力スリットをさらに含み、
手動でまたは機械的装置によって前記入力スリットに前記被加熱物を押し入れ、前記導波管内で加熱された前記被加熱物を前記出力スリットを通じて排出することを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項７】
前記マイクロ波の自由空間波長の１／８以下の厚さを持つ前記被加熱物を加熱することを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項８】
前記波長調節器は前記導波管の一側壁に形成された突出部分からなり、前記突出部分と前記導波管の反対側壁の間の空間が前記波長調節空間であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項９】
前記導波管の両側入口でそれぞれ入射するマイクロ波のいずれか一つ以上の振幅、位相、または周波数を変化させることにより、前記波長調節空間内に置かれた前記被加熱物を加熱することを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１０】
前記被加熱物は所定の移送手段上に置かれた粉末形態を含むことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１１】
マイクロ波を発生するマイクロ波発生器；
前記マイクロ波発生器で生成されるマイクロ波から同一の振幅及び周波数を持つ第１マイクロ波及び第２マイクロ波を生成する分配器；及び
前記第２マイクロ波の位相を調節するための位相変換器をさらに含み、
前記第１マイクロ波は前記導波管の一側入口を通じて前記波長調節空間に向けて入射し、
前記位相の調節された第２マイクロ波は前記導波管の他側入口を通じて前記波長調節空間に向けて入射することを特徴とする、請求項９に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１２】
前記位相変換器は、前記第２マイクロ波の位相を一定範囲で繰り返し調節することを特徴とする、請求項１１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１３】
第１マイクロ波を発生し、前記導波管の一側入口を通じて前記波長調節空間に向けて入射する第１マイクロ波発生器；
第２マイクロ波を発生する第２マイクロ波発生器；及び
前記第２マイクロ波の位相を調節し、前記位相の調節された第２マイクロ波を前記導波管の他側入口を通じて前記波長調節空間に向けて入射する位相変換器を含むことを特徴とする、請求項９に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１４】
前記位相変換器は、前記第２マイクロ波の位相を一定範囲で繰り返し調節することを特徴とする、請求項１３に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１５】
第１マイクロ波を発生し、前記導波管の一側入口を通じて前記波長調節空間に向けて入射する第１マイクロ波発生器；及び
第２マイクロ波を発生し、前記導波管の他側入口を通じて前記波長調節空間に向けて入射する第２マイクロ波発生器を含み、
前記第１マイクロ波発生器が前記第１マイクロ波の振幅または周波数を変化させるとか、あるいは前記第２マイクロ波発生器が前記第２マイクロ波の振幅または周波数を変化させることを特徴とする、請求項９に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１６】
前記第１マイクロ波発生器が前記第１マイクロ波の周波数を一定範囲で繰り返し変化させるとか、あるいは前記第２マイクロ波発生器が前記第２マイクロ波の周波数を一定範囲で繰り返し変化させることを特徴とする、請求項１５に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１７】
前記導波管の上部または下部に一つ以上配置され、それぞれが入力スリット及び出力スリットを持つカットオフ値付近条件またはカットオフ値条件の波長調節空間を持つ第２導波管を含み、
前記導波管及び前記第２導波管のそれぞれの入力スリット及び出力スリットを通じて被加熱物を押し入れてから排出することを特徴とする、請求項６に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１８】
カットオフ値付近条件の前記第２導波管の一側入口で振幅または周波数が変化するマイクロ波を入射するとか、あるいは前記第２導波管の両側入口でそれぞれ入射するマイクロ波のいずれか一つ以上の振幅、位相、または周波数を変化させることを特徴とする、請求項１７に記載のマイクロ波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロ波加熱装置に係り、特にカットオフ値付近（ｎｅａｒ−ｃｕｔｏｆｆ）条件の導波管内で被加熱物を均一に加熱することができるマイクロ波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波（例えば、周波数３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚ）による加熱は、被加熱物からエネルギーが損失されながら被加熱物を加熱する誘電損失による誘電加熱（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｈｅａｔｉｎｇ）、または被加熱物で誘導電流を発生させ、抵抗成分によって被加熱物を加熱する誘導電流によるジュール加熱（Ｊｏｕｌｅ  ｈｅａｔｉｎｇ）によってなされる。
【０００３】
図１は導波管内の被加熱物を加熱するための従来のマイクロ波加熱方式を説明するための図である。
【０００４】
図１の（ａ）のように、導波管内の板状またはフィルム状の被加熱物を加熱するためにマイクロ波を導波管内に進行させる場合、図面のｚ方向に進行するマイクロ波によって被加熱物を誘電加熱（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｈｅａｔｉｎｇ）またはジュール加熱（Ｊｏｕｌｅ  ｈｅａｔｉｎｇ）方式で加熱することができる。この際、図面において、被加熱物の幅方向がｚ方向に置かれている場合、被加熱物の厚さ（ｘ方向）がマイクロ波の波長に比べて非常に小さく、図１の（ｂ）のようにＴＥ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ）モードの場合、マイクロ波によってｙ方向に発生する電場は一定の大きさを維持するものに仮定することができ、これによりｚ方向のマイクロ波進行状態によって被加熱物の加熱均一度が変わることができる。すなわち、被加熱物のｚ方向への長さがマイクロ波の波長の１／４より大きくなると、ｚ方向の位置によって被加熱物の加熱が均一にならない問題点がある。
【０００５】
図２は従来のマイクロ波加熱方式において導波管内の被加熱物のマイクロ波進行方向の位置による電力伝達分布を説明するための図である。
【０００６】
図２の（ａ）のように、マイクロ波が被加熱物に沿って進行するとき、被加熱物の位置による電力損失発生によってマイクロ波電力が減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）し、これにより被加熱物のｚ方向位置による電力損失差によって不均一加熱が発生する問題点もやはり存在する。特に、図２の（ｂ）のように、マイクロ波の波長（例えば、１２．２ｃｍ）が被加熱物の大きさ（例えば、４．３ｃｍ×５ｃｍ）よりあまり大きくない場合、被加熱物のｚ方向位置によってマイクロ波電力損失の大きさが変わって不均一加熱の原因となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明は前述した問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、進行波の幅方向経路を制限するカットオフ値付近（ｎｅａｒ−ｃｕｔｏｆｆ）条件に基づいて導波管内でマイクロ波の波長が長くなるように調節することで、被加熱物を均一に加熱することができるだけでなく、被加熱物に沿って進行するマイクロ波の減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）した電力を多様な方式で動作する反射手段による反射波によって一部補償して被加熱物をもっと均一に加熱することができるマイクロ波加熱装置を提供することにある。
【０００８】
また、マイクロ波発生器を用いてカットオフ値付近条件の導波管の両側からマイクロ波を入射して被加熱物を均一に加熱することができる方式などのマイクロ波加熱装置を提供することにある。
【０００９】
そして、カットオフ値付近条件の導波管と他のカットオフ値付近またはカットオフ値条件の導波管を組み合わせ、連続的に投入される被加熱物を加熱することができる方式などのマイクロ波加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
まず、本発明の特徴を要約すれば、前記のような本発明の目的を達成するための本発明の一面によるマイクロ波を用いた加熱方法は、導波管内の被加熱物にマイクロ波を進行させ、前記導波管内の一定空間を占有するように備えられた固状物体の波長調節器によって、減少したマイクロ波の進行空間にマイクロ波を進行させ、前記減少した空間内に置かれた前記被加熱物を加熱し、前記減少した空間に進行する前記マイクロ波の波長がカットオフ値付近条件によって前記減少した空間に進入する前の波長より一定倍数以上に長くなる効果を用いることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の一面によるマイクロ波加熱装置は、被加熱物を入れるための導波管；及び前記導波管内の一定空間を占有するように備えられる固状物体の波長調節器を含み、前記波長調節器は、前記導波管の長手方向に進行するマイクロ波が通過する幅方向空間を減少させ、減少した空間に進行する前記マイクロ波の波長をカットオフ値付近条件によって一定倍数以上に長くすることにより、前記減少した空間内の前記被加熱物を加熱することを特徴とする。
【００１２】
前記減少した空間内で長くなった前記マイクロ波の波長によって前記被加熱物の位置別加熱均一度を高めるためのものである。
【００１３】
前記波長調節器によって、前記減少した空間内で前記波長がマイクロ波の自由空間波長の２．０〜１００倍に長くなるようにすることができる。マイクロ波の反射を減らすとともにマイクロ波の伝達性を高めるために、前記波長調節器は、長手方向の前または後に幅方向空間を次第に減らすための傾斜面形態のマッチング領域を含む。
【００１４】
前記波長調節器は、側面に付着された位置調節手段を含み、手動でまたは機械的装置によって前記位置調節手段を押すとか引くことによって前記波長調節器を幅方向に移動させることができる。
【００１５】
反射板をさらに含み、前記減少した空間内から出たマイクロ波を前記反射板で反射させ、前記減少した空間内の前記被加熱物側にさらに進行させることにより、前記被加熱物でのマイクロ波減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）電力の差を補償し、前記被加熱物の位置別加熱均一度を高めることができる。
【００１６】
前記減少した空間内から出たマイクロ波を前記被加熱物側に反射させるために、前記被加熱物を加熱しているうち所定距離を前後に往復運動する反射板を含む。
【００１７】
前記減少した空間内から出たマイクロ波を前記被加熱物側に反射させるために、前記被加熱物を加熱しているうち所定角度で往復回転する反射板を含む。
【００１８】
前記減少した空間内から出たマイクロ波を前記被加熱物側に反射させるために、前記被加熱物を加熱しているうち３６０度繰り返し回転する反射板を含む。
【００１９】
前記反射板の回転または移動によって前記被加熱物と前記反射板の該当の反射面間の距離の増加及び減少が繰り返されることにより、前記被加熱物でのマイクロ波の平均強度が均一になることができる。
【００２０】
前記導波管の内部に連通するように形成された入力スリット及び出力スリットを含み、手動でまたは機械的装置によって前記入力スリットに前記被加熱物を押し入れ、前記導波管内で加熱された前記被加熱物を前記出力スリットを通じて排出することができる。
【００２１】
機械的装置によって自動でロール（ｒｏｌｌ）状の前記被加熱物を前記入力スリットに一定長さずつ押し入れ、加熱条件によって一定時間前記導波管内で加熱した前記被加熱物を前記出力スリットを通じて排出する方式で自動作動することができる。
【００２２】
前記マイクロ波の自由空間波長の１／８以下の厚さを持つ前記被加熱物を加熱するのに用いられる。
【００２３】
前記被加熱物は基板にコートされた導電体を含むフィルム状のものであり、前記導電体の付着性または耐環境性のために加熱できる。
【００２４】
前記被加熱物は基板にコートされた導電体を含むフィルム状のものであり、前記導電体はパターンされたラインを含むとか、あるいはパターンされたラインなしに前記基板上にコートされた形態であることができる。
【００２５】
前記被加熱物は基板にコートされた導電体を含むフィルム状のものであり、前記導電体はナノカーボン系素材、ナノ金属系素材、及びナノカーボンと金属酸化物のハイブリッド素材のいずれか１種からなることができる。
【００２６】
前記被加熱物は基板にコートされた導電体を含むフィルム状のものであり、前記基板はポリエステル系高分子、ポリカーボネート系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、アクリル系高分子、及びポリエチレンテレフタレート系高分子のいずれか１種からなることができる。
【００２７】
そして、本発明のさらに他の一面によるマイクロ波による加熱方法は、長手方向に進行するマイクロ波が通過する幅方向空間を減らするために一側壁に突出部分を持ち、前記突出部分と反対側壁の間の波長調節空間内に被加熱物を入れるための導波管を含み、前記波長調節空間に進行する前記マイクロ波の波長がカットオフ値付近条件によって一定倍数以上に長くなる効果を用いて前記被加熱物を加熱することを特徴とする。
【００２８】
この場合にも、マイクロ波の反射を減らすとともにマイクロ波の伝達性を高めるために、前記突出部分は長手方向の前または後に幅方向空間を次第に減らすための傾斜面形態のマッチング領域を含むことができる。
【００２９】
また、本発明のさらに他の一面によるマイクロ波による加熱方法は、導波管内の被加熱物にマイクロ波を進行させ、前記導波管内の一定空間を占有するように備えられた固状物体の波長調節器によって、マイクロ波が進行する空間が減少した波長調節空間にマイクロ波を進行させ、前記波長調節空間に進行するマイクロ波の波長がカットオフ値付近条件によって前記波長調節空間に進入する前の波長より一定倍数以上に長くなる効果を用い、前記導波管の一側入口で周波数が変化するマイクロ波を入射するとか、あるいは前記導波管の両側入口でそれぞれ入射するマイクロ波のいずれか一つ以上の振幅、位相、または周波数を変化させることにより、前記波長調節空間内に置かれた前記被加熱物を加熱することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明のさらに他の一面によるマイクロ波加熱装置は、被加熱物を入れるための導波管；及び前記導波管内の一定空間を占有するように備えられる固状物体の波長調節器を含み、前記波長調節器は、前記導波管の長手方向に進行するマイクロ波が通過する幅方向空間を減少させ、減少した該当の波長調節空間に進行するマイクロ波の波長をカットオフ値付近条件によって一定倍数以上に長くし、前記導波管の一側入口で周波数が変化するマイクロ波を入射するとか、あるいは前記導波管の両側入口でそれぞれ入射するマイクロ波のいずれか一つ以上の振幅、位相、または周波数を変化させることにより、前記波長調節空間内に置かれた前記被加熱物を加熱することを特徴とする。
【００３１】
そして、本発明のさらに他の一面によるマイクロ波加熱装置は、長手方向に進行するマイクロ波が通過する幅方向空間を減らするために一側壁に突出部分を持ち、前記突出部分と反対側壁の間の波長調節空間内に被加熱物を入れるための導波管を含み、前記波長調節空間に進行する前記マイクロ波の波長がカットオフ値付近条件によって一定倍数以上に長くなる効果を用い、前記導波管の一側入口で周波数が変化するマイクロ波を入射するとか、あるいは前記導波管の両側入口でそれぞれ入射するマイクロ波のいずれか一つ以上の振幅、位相、または周波数を変化させることにより、前記被加熱物を加熱することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明のさらに他の一面によるマイクロ波による加熱方法は、カットオフ値付近条件の第１導波管と、前記第１導波管の上部または下部に一つ以上配置されるカットオフ値付近条件またはカットオフ値条件の第２導波管のそれぞれの入力スリット及び出力スリットを通じて被加熱物を押し入れてから排出し、前記カットオフ値付近条件の前記第１導波管または前記第２導波管に、内部の一定空間を占有するように備えられた固状物体の波長調節器によって、マイクロ波が進行する空間が減少した波長調節空間にマイクロ波を進行させ、前記被加熱物が前記波長調節空間を通過するようにし、前記波長調節空間に進行するマイクロ波の波長がカットオフ値付近条件によって前記波長調節空間に進入する前の波長より一定倍数以上に長くなる効果を用いることを特徴とする。
【００３３】
また、本発明のさらに他の一面によるマイクロ波加熱装置は、内部に連通するように形成された入力スリット及び出力スリットを持つカットオフ値付近条件の第１導波管；及び前記第１導波管の上部または下部に一つ以上配置され、それぞれが入力スリット及び出力スリットを持つカットオフ値付近条件またはカットオフ値条件の第２導波管を含み、前記第１導波管と前記第２導波管のそれぞれの入力スリット及び出力スリットを通じて被加熱物を押し入れてから排出するためのものであり、前記カットオフ値付近条件の前記第１導波管または前記第２導波管は、内部の一定空間を占有するように備えられる固状物体の波長調節器を含み、前記被加熱物が前記波長調節空間を通過するようにし、前記波長調節器は、前記導波管の長手方向に進行するマイクロ波が通過する幅方向空間を減少させ、減少した該当の波長調節空間に進行するマイクロ波の波長をカットオフ値付近条件によって一定倍数以上に長くすることを特徴とする。
【００３４】
そして、本発明のさらに他の一面によるマイクロ波加熱装置は、内部に連通するように形成された入力スリット及び出力スリットを持つカットオフ値付近条件の第１導波管；及び前記第１導波管の上部または下部に一つ以上配置され、それぞれが入力スリット及び出力スリットを持つカットオフ値付近条件またはカットオフ値条件の第２導波管を含み、前記第１導波管と前記第２導波管のそれぞれの入力スリット及び出力スリットを通じて被加熱物を押し入れてから排出するためのものであり、前記カットオフ値付近条件の前記第１導波管または前記第２導波管は、長手方向に進行するマイクロ波が通過する幅方向空間を減らするために一側壁に突出部分を持ち、前記突出部分と反対側壁の間の波長調節空間内に前記被加熱物が通過するようにし、前記波長調節空間に進行する前記マイクロ波の波長がカットオフ値付近条件によって一定倍数以上に長くなる効果を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によるマイクロ波加熱装置は、進行波の幅方向経路を制限するカットオフ値付近（ｎｅａｒ−ｃｕｔｏｆｆ）条件に基づいて導波管内でマイクロ波の波長が長くなるように調節することによって被加熱物を均一に加熱することができる。また、被加熱物に沿って進行するマイクロ波の減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）した電力を多様な方式で動作する反射手段による反射波によって一部補償して被加熱物をもっと均一に加熱することができる。
【００３６】
また、本発明によるマイクロ波加熱装置は、マイクロ波発生器を用いて反射手段の代わりにカットオフ値付近条件の導波管の反対側でもマイクロ波を入射して被加熱物を均一に加熱することができる。
【００３７】
そして、本発明によるマイクロ波加熱装置は、カットオフ値付近条件の導波管と他のカットオフ値付近またはカットオフ値条件の導波管を組み合わせ、連続的に投入される被加熱物を均一に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】導波管内の被加熱物を加熱するための従来のマイクロ波加熱方式を説明するための図である。
【図２】従来のマイクロ波加熱方式において導波管内の被加熱物のマイクロ波進行方向の位置による電力伝達分布を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施例による進行波の幅方向経路を制限するカットオフ値付近条件の導波管を持つマイクロ波加熱装置を説明するための図である。
【図４】カットオフ値付近条件の概念を説明するために導波管の幅方向への長さに対する導波管内のマイクロ波の波長変化を示すグラフである。
【図５】導波管の幅方向への長さ、導波管内のマイクロ波の波長、被加熱物の幅に関連した被加熱物における電力損失均一度を説明するためのシミュレーション分析結果図である。
【図６】図３の反射板の効果を説明するための図である。
【図７】図３の波長調節器、反射板、被加熱物移送のためのスリットを説明するための図である。
【図８】図３の反射板の動作形態を説明するための図である。
【図９】図３の反射板の代わりに反対側でもマイクロ波を入射する方式を説明するための図である。
【図１０】図３の導波管にマイクロ波を入射するための付加回路を含むマイクロ波加熱装置の他の例を説明するための図である。
【図１１】図３の導波管にマイクロ波を入射するための他の付加回路を含むマイクロ波加熱装置のさらに他の例を説明するための図である。
【図１２】図３の導波管にマイクロ波を入射するためのさらに他の付加回路を含むマイクロ波加熱装置のさらに他の例を説明するための図である。
【図１３】図３の導波管にマイクロ波を入射するためのさらに他の付加回路を含むマイクロ波加熱装置のさらに他の例を説明するための図である。
【図１４】図１０〜図１３の付加回路による被加熱物における電力損失均一度を説明するためのシミュレーション分析結果図である。
【図１５】図１０〜図１３の付加回路による被加熱物における電力損失均一度を説明するためのシミュレーション分析結果図である。
【図１６】図１０〜図１３の付加回路による被加熱物における電力損失均一度を説明するためのシミュレーション分析結果図である。
【図１７】図１０〜図１３の付加回路による被加熱物における電力損失均一度を説明するためのシミュレーション分析結果図である。
【図１８】図７のスリット構造を用いて連続的に投入される被加熱物の加熱均一度を説明するためのシミュレーション分析結果図である。
【図１９】本発明の他の実施例によるマイクロ波加熱装置を説明するための図である。
【図２０】図１９のマイクロ波加熱装置を用いた被加熱物の加熱均一度を説明するためのシミュレーション分析結果図である。
【図２１】図１９のマイクロ波加熱装置を用いた被加熱物の加熱均一度を説明するためのシミュレーション分析結果図である。
【図２２】図１９のマイクロ波加熱装置を用いた被加熱物の加熱均一度を説明するためのシミュレーション分析結果図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付図面及び添付図面に記載された内容を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明するが、本発明が実施例によって制限されるとか限定されるものではない。
【００４０】
図３は本発明の一実施例による進行波の幅方向経路を制限するカットオフ値付近条件の導波管を持つマイクロ波加熱装置を説明するための図である。
【００４１】
図３を参照すれば、本発明の一実施例によるマイクロ波加熱装置は、被加熱物を入れるための導波管１０と導波管１０内に備えられる波長調節器１１とを含み、反射板１２をさらに含むことができる。導波管１０は、図面に示すように、進行方向（ｚ方向）に対して垂直に切断した断面が直四角形であり、その内部にマイクロ波が進行するように中空形態のもので、金属などの素材からなることができる。
【００４２】
本発明の一実施例によるマイクロ波加熱装置は、導波管１０内にマイクロ波（例えば、周波数３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚ、または波長１．０ｍｍ〜１．０ｍ）を長手方向（ｚ方向）に進行させて導波管１０内の被加熱物を加熱するためのものであり、波長調節器１１が導波管１０内の一定空間を占有するように備えられることにより、下記のようなカットオフ値付近（ｎｅａｒ−ｃｕｔｏｆｆ）条件によって波長調節器１１によって、減少したマイクロ波の進行空間２２にマイクロ波が通過するとき、減少した空間２２に進入する前の波長よりマイクロ波の波長が長くなる効果を用い、マイクロ波が通過する該当の減少した空間２２上に置かれた被加熱物を長手方向（ｚ方向）位置別に均一に加熱するように加熱均一度を高めるようにした。
【００４３】
図４はカットオフ値付近条件の概念を説明するために、導波管の幅方向（ｘ方向）長さ（ａ）に対する導波管内のマイクロ波の波長変化を示すグラフである。
【００４４】
例えば、図４のように、導波管１０の高さ（ｂ）を入射するマイクロ波の波長以上の一定高さにした状態で、導波管１０の幅方向への長さ（ａ）を減少させるとともに一定のマイクロ波（例えば、周波数２．４５ＧＨｚ）を導波管内に進行させるとき、導波管の幅方向への長さ（ａ）が小くなることによって下記の［数１］のように導波管内で進行するマイクロ波（例えば、周波数２．４５ＧＨｚ）の波長はますます長くなる。ここで、λ０は自由空間でのマイクロ波の波長、λｇは断面直四角形の導波管内でＴＥ１０モードで進行するマイクロ波の波長である。
【数１】
0005918441.tif 000002
【００４５】
例えば、導波管内に進行させるマイクロ波の周波数が２．４５ＧＨｚの場合、λ０は１２．２ｃｍであり、ａ＝１０９．２ｍｍ（例えば、ＷＲ４３０導波管規格）の場合、λｇ＝１４７．８ｍｍであり、ａ＝６１．６ｍｍの場合、λｇ＝１１１０．７ｍｍである。すなわち、導波管の幅方向への長さ（ａ）を小さくし、カットオフ値付近（ｎｅａｒ−ｃｕｔｏｆｆ）条件で導波管内のマイクロ波の波長を自由空間波長の２．０〜１００倍以上に長くなるようにすることができる。導波管の幅方向への長さ（ａ）をマイクロ波自由空間波長の半分に無限に小さくする場合、理論上導波管内のマイクロ波の波長も無限に長くなってマイクロ波の伝達がカットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）されので、適切な電力伝達が可能なカットオフ値付近（ｎｅａｒ−ｃｕｔｏｆｆ）条件を前記のようにマイクロ波の自由空間波長の２．０〜１００倍程度となる領域にすることが好ましい。例えば、マイクロ波周波数が２４５０ＭＨｚの場合、真空中の波長が約１２．２ｃｍであるが、前記波長調節器によって２４．４〜１２２０ｃｍ以上に長くなることができる。場合によっては、マイクロ波の波長が１００倍以上に長くなるカットオフ値付近（ｎｅａｒ−ｃｕｔｏｆｆ）条件範囲を使うこともできる。
【００４６】
このような原理を用いるために、本発明の波長調節器１１が導波管１０内の一定空間を占有するように導波管１０内に備えられ、固状の物体（例えば、金属などの素材）からなった波長調節器１１は、図１のように、マイクロ波が通過する幅方向（ｘ方向）空間を減らし、これによって減少した空間２２に進行するマイクロ波の波長を前記のようなカットオフ値付近（ｎｅａｒ−ｃｕｔｏｆｆ）原理によって長くすることができる。これにより被加熱物のｚ方向への長さよりマイクロ波の波長の１／４をさらに長くすることができるので、被加熱物の長手方向（ｚ方向）位置別に均一に加熱されるように加熱均一度を高めることができる。図５のように、一定の導波管１０の幅方向への長さ（ａ）、導波管１０内のマイクロ波の波長（λｇ）に対して被加熱物のｚ方向への幅（Ｆｉｌｍ  Ｗｉｄｔｈ）を変化（例えば、７５〜１５０ｍｍ）させて被加熱物における電力損失均一度をシミュレーション分析した結果、それぞれの被加熱物（Ｆｉｌｍ）において長手方向（ｚ方向）への位置別電力損失の変化量が１０％以内と均一な特性を示す結果からも前記のように被加熱物が均一に加熱されることができることが確認される。
【００４７】
一方、波長調節器１１は、図１のように、長手方向（ｚ方向）の前または後に傾斜面形態のマッチング領域２１、２３を含むように製作できる。すなわち、波長調節器１１が単純に直方体の形態に作られる場合、マイクロ波が波長調節器１１の該当の進入側面（長手方向（ｚ方向）の前方面）で反射されることができ、これによりマイクロ波が減少した空間２２に伝達されるのに邪魔となることができる。また、反射板１２で反射されるマイクロ波も前記のように波長調節器１１の長手方向（ｚ方向）の後方面でも同様である。よって、波長調節器１１に長手方向（ｚ方向）の前または後に幅方向空間を次第に減らすための傾斜面形態のマッチング領域２１、２３を含めることにより、導波管１０の入口側で入射するとか反射板１２で反射されて出るマイクロ波の反射を減らし、マイクロ波の伝達性を高めることができることになる。
【００４８】
一方、前述したような波長調節器１１は導波管１０の内壁の一部として導波管１０と一体化して構成される形態になることもできる。すなわち、導波管１０の一側壁に波長調節器１１形状の突出部分を持つように設計されることができ、これにより該当の突出部分と反対側壁の間の空間（波長調節空間）内に被加熱物を入れて加熱することもできる。このような波長調節空間は前述したような波長調節器１１によって幅方向に減少した空間２２の役目をすることになり、前述したようなカットオフ値付近（ｎｅａｒ−ｃｕｔｏｆｆ）条件によって該当の波長調節空間ではマイクロ波の波長が長くなる効果を発揮することができる。この時にもやはり導波管１０を進行するマイクロ波の反射を減らし、マイクロ波の伝達性を高めるために、一体的に構成された導波管１０の該当の突出部分は前述したような波長調節器１１のマッチング領域２１、２３と類似の形態に長手方向の前または後に幅方向空間を次第に減らすための傾斜面形態のマッチング領域を含むことができる。
【００４９】
図６は図３の反射板１２の効果を説明するための図である。反射板１２の素材は金属または一定誘電率を持つ誘電体であることができ、板状、棒状、ブロック状などの形態に製作されることができる。このような反射板１２は、前記のように波長調節器１１によって減少した波長調節空間２２から出たマイクロ波を反射させて波長調節空間２２上の被加熱物側にさらに進行させる役目をする。これにより、被加熱物において位置別マイクロ波の減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）電力の差が補償されることにより、被加熱物の位置別加熱均一度を高めることができる。例えば、図６のように、導波管１０の入口側で入射するマイクロ波が被加熱物側に進行して被加熱物を加熱しながら長手方向（ｚ方向）位置によって電力損失によって次第に保有した電力が減少するので（図６のＩｎｃｉｄｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ）、反射板１２によってマイクロ波を反射させれば、反射されたマイクロ波が被加熱物をまた通過しながら被加熱物でまた電力が損失されることにより（図６のＲｅｆｌｅｃｔｅｄ  Ｐｏｗｅｒ）、入射したマイクロ波の電力損失と反射されたマイクロ波の電力損失の和は被加熱物に対して長手方向（ｚ方向）位置によって類似するとか一定にすることができる（図６のＲｅｓｕｌｔａｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｌｏｓｓ）。よって、被加熱物の位置別加熱程度の差がなくなって均一に加熱されるようにすることができる。
【００５０】
図７は図３の波長調節器１１、反射板１２、及び被加熱物移送のためのスリット１５を説明するための図である。
【００５１】
このような波長調節器１１は導波管１０内に固定配置されることもできるが、一体型ではない場合、図７のように波長調節器１１の一側面に付着されて導波管１０の外部に突出する位置調節手段１６を含むことができ、これを用いてマイクロ波が通過する空間２２の幅方向への長さ（ａ）を調節することができる。例えば、手動でまたは機械的装置（モーターなど）によって位置調節手段１６を押すとか引くことによって波長調節器１１を導波管１０内で幅方向（ｘ方向）に移動させることができる。これにより、マイクロ波が通過する波長調節空間２２を増やすとか減らし、そこにおけるマイクロ波の波長がカットオフ値付近（ｎｅａｒ−ｃｕｔｏｆｆ）条件範囲のある適切な波長値を持つように合わせることができる。この際、波長調節器１１は導波管１０内壁から幅方向（ｘ方向）に一定の距離までだけ移動することができる。この際、導波管１０の内壁と波長調節器１１の間に隙間（空間）が発生することができるが、その隙間の距離がマイクロ波自由空間波長の１／２以下であれば、その隙間にマイクロ波が通過するおそれはない。
【００５２】
一方、前述したような反射板１２は、マイクロ波が通過する空間２２から被加熱物を通じて出たマイクロ波を被加熱物側に反射させるために、波長調節器１１から長手方向（ｚ方向）に一定距離だけ離れた位置に固定配置されることもできるが、図７のように、マイクロ波で被加熱物を加熱しているうち、板状などの反射板１２が長手方向（ｚ方向）に所定の距離を前後に往復運動する方式で動作することができる。機械的装置（モーターなど）によって導波管１０内の一定ガイドライン（レールなど）に沿って反射板１２が繰り返して所定の距離を前後に往復運動するようにすることができ、これにより反射されたマイクロ波が被加熱物に入射する強度を平均的に均一にすることができるので、より一層被加熱物の位置別加熱程度の差がなくなってより一層均一な加熱となるようにすることができる。
【００５３】
その外にも、反射板１２は、図８のように、固定位置で所定の回転中心を軸として回転する方式で動作することもでき、このために機械的装置（モーターなど）によって回転中心軸を回転させることができる。
【００５４】
例えば、マイクロ波を用いて被加熱物を加熱しているうち、棒状、ブロック状などの反射板１２が所定角度で往復回転するようにして被加熱物と反射板１２の該当の反射面間の距離の増加及び減少が繰り返されるようにすることにより、反射されたマイクロ波が被加熱物に入射する強度を平均的に均一にすることができる。このように、反射板１２が所定の一定角度（例えば、３０度、６０度など）で往復回転するように動作することもできるが、これに限定されなく、繰り返して３６０度をまったく回転するように動作させることもでき、これにより反射板１２の反射面と被加熱物の間の距離の増加及び減少が繰り返されるようにして（図８の（ａ）状態の反射面から被加熱物まで距離と図８の（ｂ）状態の反射面から被加熱物まで距離が反復的に違う）被加熱物を均一に加熱することができる。
【００５５】
一方、図７のように、導波管１０には内部に連通するように形成されたスリット１５を含むことができ、スリット１５を通じて板状、フィルム状またはシート状の被加熱物を押し入れるとか抜き取ることができる。例えば、図面には示されていなかったが、導波管１０の上面に形成されたスリット１５（入力スリット）の外にその反対側面にも出力スリットを形成することができる。すなわち、手動でまたは機械的装置によって前記入力スリットに被加熱物を押し入れ、導波管１０内で加熱された被加熱物を前記出力スリットを通じて排出されるようにすることができる。例えば、板状、フィルム状またはシート状の被加熱物をロール（ｒｏｌｌ）状に準備し、機械的装置（例えば、モーターなど）によって自動でロール（ｒｏｌｌ）状の被加熱物を前記入力スリットに一定長さずつ押し入れ、加熱条件によって一定時間のうち導波管１０内で加熱が終われば、加熱された部分の分だけ被加熱物を前記出力スリットを通じて排出する方式で自動作動するようにすることができる。または、板状、フィルム状またはシート状の被加熱物をロール（ｒｏｌｌ）の形態に準備し、前記入力スリットに被加熱物を一定速度で連続的に押し入れ、前記出力スリットを通じて連続的に排出する方式で自動作動するようにすることもできる。
【００５６】
前述したような被加熱物は、紙、食べ物、誘電体など、誘電損失またはジュール熱によって加熱可能な多様な種類の加熱対象体であることができる。また、被加熱物は所定の移送手段（コンベヤーベルトなど）上に置かれた粉末形態であることもできる。特に、被加熱物は、ｘ方向への厚さを小さくした場合、前記のようなカットオフ値付近（ｎｅａｒ−ｃｕｔｏｆｆ）条件によるマイクロ波の波長が長くなる利点を効果的に発揮することができるので、被加熱物の厚さをマイクロ波の自由空間波長（λ０）の１／８以下にすることが好ましい。
【００５７】
例えば、被加熱物は、基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）にコートされた導電体を含む板状、フィルム状、またはシート状のもので、コートされた前記導電体の付着性または耐環境性の向上のために加熱するために前記のようなマイクロ波加熱装置が使われることができる。このときの基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）はポリエステル系高分子、ポリカーボネート系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、アクリル系高分子、及びポリエチレンテレフタレート系高分子のいずれか１種であることができる。このような導電体は、ナノカーボン系素材、ナノ金属系素材、及びナノカーボンと金属酸化物のハイブリッド素材のいずれか１種からなることができ、このような導電体はパターンされたラインなしに基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）の全面にコートされた形態であることもでき、場合によってはＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）の金属パターンのように基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上にパターンされたラインがコートされた形態であることもできる。
【００５８】
一方、前述したように、カットオフ値付近条件の導波管１０に一側の入口でマイクロ波を入射して被加熱物を均一に加熱することもできるが、図９のように、マイクロ波を導波管１０の長手方向の両側入口で入射して被加熱物を均一に加熱することもできる。以下、図１０〜図１５のように、反射板１２の代わりにマイクロ波を導波管１０の長手方向の両側入口で入射して、両マイクロ波のいずれか一つ以上の振幅、位相、または周波数を変化させて位相調節とともに波長調節空間２２で波長調節を同時になして、反射板１２と類似した機能をすることによって被加熱物を均一に加熱する多様な方式を説明し、その外にも図１６〜図１７のようにカットオフ値付近条件の導波管１０に一側入口でマイクロ波を入射するが周波数を変化させて、位相調節とともに波長調節空間２２で波長調節を同時になすことによって被加熱物を均一に加熱する方式を説明する。
【００５９】
図１０は図３の導波管１０にマイクロ波を入射するための付加回路を含むマイクロ波加熱装置の他の例を説明するための図である。
【００６０】
図１０を参照すれば、本発明の他の実施例によるマイクロ波加熱装置１００は、反射板１２のないカットオフ値付近条件の導波管１０の外に、マイクロ波発生器１１０、分配器１２０、及び位相変換器１３０を含むことができる。
【００６１】
マイクロ波発生器１１０は一定周波数（ｆ）のマイクロ波（ＭＷ（ｆ））を発生し、分配器１２０はマイクロ波発生器１１０で生成されるマイクロ波（ＭＷ（ｆ））から同一の振幅及び周波数を持つ第１マイクロ波（ＭＷ１）と第２マイクロ波を生成する。分配器１２０は、第１マイクロ波（ＭＷ１）を導波管１０の一側入口を通じて前記波長調節空間２２に向けて入射し、位相変換器１３０は、第２マイクロ波の位相を一定範囲で調節し、位相調節された第２マイクロ波（ＭＷ２）を導波管１０の他の反対側入口を通じて前記波長調節空間２２に向けて入射する。
【００６２】
導波管１０の両側に位相変換器を設置することもできるが、このように一側にだけ位相変換器１３０を設置しても反射板１２と同様に第１マイクロ波（ＭＷ１）と位相調節された第２マイクロ波（ＭＷ２）間の位相差効果を実現することができるので、より簡単に被加熱物を均一に加熱することができる。
【００６３】
図１１は図３の導波管にマイクロ波を入射するための他の付加回路を含むマイクロ波加熱装置のさらに他の例を説明するための図である。
【００６４】
図１１を参照すれば、本発明のさらに他の実施例によるマイクロ波加熱装置２００は、反射板１２のないカットオフ値付近条件の導波管１０の外に、第１マイクロ波発生器２１０、第２マイクロ波発生器２２０、及び位相変換器２３０を含むことができる。
【００６５】
第１マイクロ波発生器２１０は、一定周波数の第１マイクロ波（ＭＷ１）を発生し、導波管１０の一側入口を通じて前記波長調節空間２２に向けて入射し、第２マイクロ波発生器２２０は一定周波数の第２マイクロ波を発生し、位相変換器２３０は第２マイクロ波の位相を一定範囲で調節し、位相調節された第２マイクロ波（ＭＷ２）を導波管１０の他の反対側入口を通じて前記波長調節空間２２に向けて入射する。
【００６６】
導波管１０の両側に位相変換器を設置することもできるが、このように一側にだけ位相変換器２３０を設置しても反射板１２と同様に第１マイクロ波（ＭＷ１）と位相調節された第２マイクロ波（ＭＷ２）間の位相差効果を実現することができるので、より簡単に被加熱物を均一に加熱することができる。
【００６７】
場合によっては、第１マイクロ波発生器２１０が第１マイクロ波（ＭＷ１）の振幅（電力強度）または周波数を変化させて出力することもでき、第２マイクロ波発生器２２０が位相調節された第２マイクロ波（ＭＷ２）の振幅（電力強度）または周波数を変化させて出力することもできる。
【００６８】
図１２は図３の導波管にマイクロ波を入射するためのさらに他の付加回路を含むマイクロ波加熱装置のさらに他の例を説明するための図である。
【００６９】
図１２を参照すれば、本発明のさらに他の実施例によるマイクロ波加熱装置３００は、反射板１２のないカットオフ値付近条件の導波管１０の外に、第１マイクロ波発生器３１０、及び第２マイクロ波発生器３２０を含むことができる。
【００７０】
第１マイクロ波発生器３１０は、第１マイクロ波（ＭＷ１）を発生し、導波管１０の一側入口を通じて前記波長調節空間２２に向けて入射し、第２マイクロ波発生器３２０は、第２マイクロ波（ＭＷ２）を発生し、導波管１０の他側入口を通じて前記波長調節空間２２に向けて入射する。
【００７１】
第１マイクロ波発生器３１０が第１マイクロ波（ＭＷ１）の振幅（電力強度）または周波数を変化させることができ、または第２マイクロ波発生器３２０が第２マイクロ波（ＭＷ２）の振幅（電力強度）または周波数を変化させることもでき、これにより特にいずれか一方の周波数を一定範囲で調節することによっても位相が変わる効果を用いて位相調節とともに波長調節空間２２で波長調節を同時になすことにより、被加熱物を均一に加熱することができる。
【００７２】
図１３は図３の導波管にマイクロ波を入射するためのさらに他の付加回路を含むマイクロ波加熱装置のさらに他の例を説明するための図である。
【００７３】
図１３を参照すれば、本発明のさらに他の実施例によるマイクロ波加熱装置４００は、カットオフ値付近条件の導波管１０の外に、マイクロ波発生器４１０を含むことができる。
【００７４】
これはマイクロ波発生器４１０を一つのみ使う例であり、マイクロ波発生器４１０がマイクロ波（ＭＷ１）を発生し、導波管１０の入口を通じて前記波長調節空間２２に向けて入射する。この際、マイクロ波（ＭＷ１）が入射する入口の導波管１０の反対側には、図６、図７及び図８で説明した反射板１２が配置されることができる。反射板１２は前記波長調節空間２２を通過したマイクロ波（ＭＷ１）を前記波長調節空間２２側にさらに反射させる。
【００７５】
このように、一つのマイクロ波発生器４１０のみを使ってもマイクロ波発生器４１０が振幅（電力強度）または周波数を変化させることができ、特に、周波数変化による位相変化効果を用いて、位相調節とともに波長調節空間２２で波長調節を同時になすことにより、被加熱物を均一に加熱することができる。すなわち、前記波長調節空間２２から出たマイクロ波（ＭＷ１）を反射板１２で反射させて前記波長調節空間２２上の被加熱物側にさらに進行させることにより、被加熱物でのマイクロ波減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）電力の差を補償し（図６の説明参照）、被加熱物の位置別加熱均一度を高めることができる。
【００７６】
図１４〜図１７は図１０〜図１３の付加回路による被加熱物における電力損失均一度を説明するためのシミュレーション分析結果図である。
【００７７】
まず、一定面積のフィルム状の被加熱物を加熱するとき、図１４の１９２のように導波管１０の一方向にだけマイクロ波を入射する場合は、被加熱物のｚ方向への幅（Ｆｉｌｍ  Ｗｉｄｔｈ）による位置別電力損失の差が大きく発生することができるが、図１０〜図１３のように、導波管１０（例えば、ａ＝６２ｍｍ）の両側でマイクロ波を入射するとか反射板１２を用いる場合は、図１４の１９１のように被加熱物（Ｆｉｌｍ）から長手方向（ｚ方向）位置別電力損失の変化量が１０％以内と均一な特性を現すことができることを確認した。
【００７８】
また、図１０〜図１２のような構成のマイクロ波加熱装置を使用して導波管１０（例えば、ａ＝６２ｍｍ）の両側でマイクロ波を入射し、導波管１０の左側で入射するマイクロ波電力が右側で入射するマイクロ波電力の２倍の場合には、図１５の２９２のように右側のマイクロ波の位相が左側マイクロ波に比べて２０度先立つ場合に比べ、図１５の２９１のように右側のマイクロ波の位相が左側マイクロ波に比べて１０度先立つ場合に、被加熱物（Ｆｉｌｍ）から長手方向（ｚ方向）位置別電力損失の変化量が均一な特性を現すことができることを確認した。マイクロ波の電力の大きさは大きく影響がなく、両側のマイクロ波の位相差を調節して被加熱物（Ｆｉｌｍ）を均一に加熱することができることを確認した。
【００７９】
また、図１０〜図１２のような構成のマイクロ波加熱装置を使用して導波管１０（例えば、ａ＝６２ｍｍ）の両側で入射するマイクロ波間の位相差を所定の範囲で繰り返し調節する場合には、図１６のように、右側マイクロ波の位相が先立つ場合（３９１）、位相差がない場合（３９２）、左側マイクロ波の位相が先立つ場合（３９３）を繰り返すことにより、一位相差で発生する位置別不均一性を他の位相差で補償することにより、被加熱物（Ｆｉｌｍ）を均一に加熱することが可能である。
【００８０】
また、図１０〜図１２のような構成のマイクロ波加熱装置を使用して導波管１０（例えば、ａ＝６２ｍｍ）の両側で入射するマイクロ波間の位相差を所定の範囲で繰り返し調節するために、両マイクロ波のいずれか一方または両方のマイクロ波の周波数を調節する場合にも、図１７のように、一周波数で固定する時の位置別不均一性を他の周波数差によって補償することにより、被加熱物（Ｆｉｌｍ）を均一に加熱することが可能であることを確認した。図１７は左側のマイクロ波を２．４５ＧＨｚに固定し、右側のマイクロ波の周波数を２．４４５ＧＨｚにした場合（４９１）、２．４５０ＧＨｚにした場合（４９２）、及び２．４５５ＧＨｚにした場合（４９３）を示す被加熱物（Ｆｉｌｍ）における位置別電力損失の不均一性を現す。
【００８１】
一方、前述したように、マイクロ波を導波管１０の長手方向の両側入口で入射して被加熱物を均一に加熱することができ、例えば、マイクロ波を導波管１０の長手方向の両側入口で入射してもマイクロ波のいずれか一つ以上の振幅、位相、または周波数を変化させて位相調節とともに波長調節空間２２で波長調節を同時になし、一側のマイクロ波が反射板１２と類似した機能をするようにすることによって被加熱物を均一に加熱することもできる。またはカットオフ値付近条件の導波管１０に一側入口でマイクロ波を入射し、振幅または周波数を変化させて位相調節とともに波長調節空間２２で波長調節を同時になすようにし、反射板１２を一緒に使うことによって被加熱物を均一に加熱することもできる。
【００８２】
ところが、図７のように、導波管１０には内部に連通するように形成された入力スリット及び出力スリット１５を通じて、板状、フィルム状またはシート状の被加熱物を連続的に押し入れ、加熱された部分を排出しながら被加熱物を加熱する形態においては、入力スリット及び出力スリット１５の周囲の自由空間のマイクロ波モードが導波管１０内のカットオフ値付近条件モードに影響を与えることにより、図１８のように、入力スリット及び出力スリット１５がない場合（５１０）に比べ、ある場合（５２０）に被加熱物の加熱均一度が低下することができる。
【００８３】
したがって、このような場合のために、図１９のようにマイクロ波加熱装置６００の他の例を提案する。
【００８４】
図１９を参照すれば、本発明の他の実施例によるマイクロ波加熱装置６００は、前述したような導波管１０に相当するカットオフ値付近条件の導波管６１０の外に、その上部に一つ以上配置されたカットオフ値付近条件またはカットオフ値条件の導波管（または共振器）６２１、６２２、またはその下部に一つ以上配置されたカットオフ値付近条件またはカットオフ値条件の導波管（または共振器）６３１、６３２を含むことができる。カットオフ値条件の導波管または共振器６２１／６２２／６３１／６３２はマイクロ波によって内部の被加熱物を加熱する一般的な導波管（または共振器）であり、一定遮断周波数以上（例えば、２．４５０ＧＨｚ）のマイクロ波を進行させて内部の被加熱物を加熱することができる。
【００８５】
例えば、図１８のように、カットオフ値付近条件の導波管６１０とその上下のカットオフ値付近条件またはカットオフ値条件の導波管（または共振器）６２１、６２２、６３１、６３２のそれぞれの入力スリット及び出力スリットを通過して被加熱物を押し入れてから排出しながら、ロール（ｒｏｌｌ）状の被加熱物を加熱することができる。この際、機械的装置によって自動でロール（ｒｏｌｌ）状の前記被加熱物を、カットオフ値付近条件の導波管６１０とその上下のカットオフ値付近条件またはカットオフ値条件のそれぞれの導波管（または共振器）６２１、６２２、６３１、６３２のそれぞれの入力スリット及び出力スリットを通過するように一定の長さずつ押し入れ、加熱条件によって一定時間加熱された被加熱物を排出する方式で自動で作動することができる。また、ロール（ｒｏｌｌ）状の被加熱物を前記それぞれの導波管のそれぞれの入力スリット及び出力スリットを通過するように一定速度で連続的に押し入れてから連続的に排出する方式で自動で作動するようにすることもできる。この際、被加熱物はカットオフ値付近条件の導波管６１０の波長調節空間２２を通り、６２１、６２２、６３１、６３２がカットオフ値付近条件の導波管の場合、被加熱物は該当の波長調節空間２２も通過する。
【００８６】
この際、カットオフ値付近条件の導波管６１０の一側入口でだけ振幅（電力強度）または周波数が変化するマイクロ波を入射することもでき、図９のように、カットオフ値付近条件の導波管６１０の両側入口でそれぞれ入射するマイクロ波のいずれか一つ以上の振幅、位相、または周波数を変化させて波長調節空間２２上の被加熱物を加熱することができる。
【００８７】
６２１、６２２、６３１、６３２がカットオフ値条件の導波管の場合、該当の導波管の一側入口で遮断周波数以上のマイクロ波を管内に入射させる。
【００８８】
また、６２１、６２２、６３１、６３２がカットオフ値付近条件の導波管の場合には、前記の６１０のように、一側入口で振幅または周波数が変化するマイクロ波を入射するとか、該当の導波管の両側入口でそれぞれ入射するマイクロ波のいずれか一つ以上の振幅、位相、または周波数を変化させることもできる。
【００８９】
その外に、前述したように、カットオフ値付近条件の導波管６１０またはカットオフ値付近条件の６２１、６２２、６３１、６３２に一側入口でだけマイクロ波を入射して被加熱物を均一に加熱する場合、該当の導波管内にはマイクロ波が入射する入口の導波管反対側に図６、図７及び図８で説明した反射板１２が配置されることができる。反射板１２は該当の波長調節空間２２を通過したマイクロ波を前記波長調節空間２２側でまた反射させる。これにより、前記波長調節空間２２から出たマイクロ波（ＭＷ１）を反射板１２で反射させて前記波長調節空間２２上の被加熱物側にさらに進行させることにより、被加熱物におけるマイクロ波減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）電力の差を補償し（図６の説明参照）、被加熱物の位置別加熱均一度を高めることができる。
【００９０】
この際、該当のカットオフ値付近条件の導波管の一側入口で振幅（電力強度）または周波数が変化するマイクロ波を入射することもできる。この時には、該当のマイクロ波の振幅（電力強度）または周波数を変化させることができ、特に、周波数変化による位相変化効果を用い、位相調節とともに波長調節空間２２で波長調節を同時になすことにより、被加熱物を均一に加熱することができる。
【００９１】
ここで、カットオフ値付近条件の導波管６１０は場合によって上下に配置された複数のカットオフ値付近条件の導波管からなることもできる。この際、導波管６１０を成す複数のカットオフ値付近条件の導波管は前記のような方式で被加熱物を押し入れてから排出させるためのそれぞれの入力スリット及び出力スリットを持ち、カットオフ値付近条件の導波管のそれぞれに前記のような方法で一側または両側入口でマイクロ波を入射することができる。
【００９２】
図２０〜図２２は図１９のマイクロ波加熱装置を用いた被加熱物の加熱均一度を説明するためのシミュレーション分析結果図である。
【００９３】
まず、図２０のように、カットオフ値付近条件の導波管６１０（例えば、ａ＝６２．４ｍｍ）とカットオフ値付近条件の導波管（例えば、ａ＝６２ｍｍ）６２１、６２２、６３１、６３２を用い、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を各導波管の一側で入射する場合をシミュレーションした結果、多様な幅（６〜１５ｃｍ）を持つ被加熱物に対し、自由空間のマイクロ波モードによる影響が減少し、被加熱物の長手方向（ｚ方向）位置別均一加熱も増加することを確認した。
【００９４】
また、図２１のように、カットオフ値付近条件の導波管６１０とカットオフ値付近条件の導波管６２１、６２２、６３１、６３２を用い、被加熱物の幅３５ｃｍ、４０ｃｍ、４５ｃｍのそれぞれに対してａ値を１６．６ｃｍ、１５．５５ｃｍ、１６．５ｃｍに変えながら、周波数９１５ＭＨｚのマイクロ波をそれぞれの導波管の一側で入射する場合をシミュレーションした結果、自由空間のマイクロ波モードによる影響が減少し、被加熱物の長手方向（ｚ方向）位置別均一加熱も増加することを確認した。
【００９５】
また、図２２のように、カットオフ値付近条件の導波管６１０（例えば、ａ＝６２．４ｍｍ）とカットオフ値条件の導波管（例えば、ａ＝５２．４ｍｍ）６２１、６２２、６３１、６３２を用い、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波をそれぞれの導波管の一側で入射する場合をシミュレーションした結果、多様な幅（６〜１５ｃｍ）を持つ被加熱物に対し、自由空間のマイクロ波モードによる影響が減少し、被加熱物の長手方向（ｚ方向）位置別均一加熱も増加することを確認した。
【００９６】
以上のように、本発明はたとえ限定された実施例及び図面に基づいて説明したが、本発明は前記の実施例に限定されるものではなく、本発明が属する分野で通常の知識を持った者であればこのような記載から多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明の範囲は前述した実施例に限定して決定されてはいけなく、後述する特許請求範囲だけではなくこの特許請求範囲と均等なものなどによって決定されなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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