(57)【要約】【課題】従来のマイクロ波または電磁波の照射装置では、マイクロ波または電磁波が被照射物に同位相かつ同偏波で集中せず、電力が有効に被照射物に到達していなかった。【解決手段】楕円柱の一方の焦線に固定された線状アンテナから放射したマイクロ波または電磁波を、導体の楕円柱壁で反射させ、楕円柱の他方の焦線に位置する被照射物に同位相かつ同偏波で集中して照射する。被照射物はガラスまたは他の非導電性材料の管の内部に静止または通過できる機構となっている。この結果、マイクロ波または電磁波の照射の効果が向上し、電力の有効利用をはかることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
楕円柱の空洞を備える金属製または導電性材料の本体と、その楕円柱の一方の焦線の位置に固定されたマイクロ波または電磁波の放射アンテナと、その楕円柱の他方の焦線の位置に被照射物を静止または通過させる機構とを備え、マイクロ波または電磁波を被照射物に対して同位相で集中照射できるようにしたことを特徴とするマイクロ波または電磁波の照射装置。
【請求項２】
前記放射アンテナは、前記楕円柱の一方の焦線に一致するように固定された線状アンテナであることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波または電磁波の照射装置。
【請求項３】
前記被照射物を静止または通過させる機構は、前記楕円柱の、アンテナのある側とは他方の焦線上に配置された、ガラスまたは非導電性の管であることを特徴とする請求項１または２記載のマイクロ波または電磁波の照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、プラズマ発生、化学反応、あるいは物質の加熱用途等に使用する、マイクロ波または電磁波照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来のマイクロ波または電磁波照射装置は、例えば図３に示す電子レンジの例の様に、マイクロ波または電磁波を被照射物に向けて広範囲に、位相あるいは偏波の向きを管理せずに照射するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、以上の技術によれば、放射したマイクロ波または電磁波が被照射物に同位相で集中して到達する様にはなっていない。例えば、装置内の異なる経路で反射してきたマイクロ波または電磁波が、逆位相で被照射物に到達し、むしろ弱めあってしまう場合もある。この結果、被照射物におけるマイクロ波または電磁波の電力が小さくなる。また、被照射物における偏波の向きに対する管理がなされていないため、被照射物の形状や向きによっては、マイクロ波または電磁波が効率よく吸収されない場合もある。【０００４】これらの結果、所定の照射効果を得るためには、より大電力のマイクロ波または電磁波を放射する必要があり、電力の有効利用上好ましくない。そこで、この発明は、アンテナから放射されたマイクロ波または電磁波を、被照射物に対して同位相で集中して偏波の向きも揃え、電力が有効に被照射物に到達するマイクロ波または電磁波照射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上記課題を解決すべく、第一発明は、楕円柱の空洞を備える金属製または導電性材料の本体と、その楕円柱の一方の焦線の位置に固定されたマイクロ波または電磁波の放射アンテナと、その楕円柱の他方の焦線の位置に被照射物を静止または通過させる機構とを備え、マイクロ波または電磁波を被照射物に対して同位相で集中照射できるようにしたことを特徴とする。【０００６】  また、第二発明は、第一発明における放射アンテナとして、前記楕円柱の一方の焦線に一致するように固定された線状アンテナであることを特徴とする。【０００７】  また、第三発明は、第一発明または第二発明における被照射物を静止または通過させる機構として、前記楕円柱の、アンテナのある側とは他方の焦線上に配置された、ガラスまたは非導電性の管であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】  第一発明によれば、楕円柱の焦線の位置に固定されたアンテナから放射されたマイクロ波または電磁波が、楕円柱壁で反射し、楕円柱の他方の焦線の位置に配置された被照射物に同位相で集中して到達する効果がある。一般に、楕円柱の一焦線から放射されたマイクロ波または電磁波が、その楕円柱壁で反射された場合、その楕円柱の他方の焦線に同位相で集中して到達することが知られている。また、金属または導電性の材料はマイクロ波または電磁波を反射することが知られている。【０００９】  第二発明によれば、放射アンテナとして線状アンテナを使用することによって、楕円柱の底面方向へ分散するマイクロ波または電磁波を抑圧し、被照射物へのマイクロ波または電磁波の集中度をより高める効果がある。例えば約１／４波長の長さで調整された線状アンテナは、原理的にはアンテナの長さ方向には電磁波を放射せず、長さ方向に垂直な面内に最大の電力を放射することが知られている。【００１０】また、線状アンテナはその長さ方向に平行な電界成分を持つ直線偏波を放射することが知られている。また、線状アンテナは細長くて断面積が小さいので、楕円柱の焦線に重ねて配置することが可能である。【００１１】  第三発明によれば、被照射物を容易にマイクロ波または電磁波の集中する箇所に配置することができ、また、管とすることで、液体、気体、あるいは固体等の不定形物を内部に静止または通過させながら、それに対してマイクロ波または電磁波を照射することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  この発明の一実施形態を、図１に示す。本体１は金属製であり、楕円柱形状の空洞を有する構造となっている。この楕円柱の一方の焦線が２であり、この楕円柱の他方の焦線が３である。上蓋４及び底蓋５は金属製の平板であり、本体に密着して取り付けられる。【００１３】上蓋４の、焦線２と交わる位置に穴が開けられ、空洞内の焦線２の位置に約１／４波長の線状アンテナ６が取り付けられる。コネクタ７は、空洞外部に取り付けられ、上蓋４を貫通して、線状アンテナに結合される。上蓋４と焦線３とが交わる箇所に穴が開けられ、上蓋４を貫通して、焦線３の位置にガラス製の試験管８が挿入される。試験管８の中に、被照射物９を入れることができるようになっている。【００１４】「実施形態の効果」
この実施形態によれば、コネクタ７から給電されたマイクロ波または電磁波は、線状アンテナ６から空洞内に放射され、本体１の楕円柱壁で反射１０され、ガラス製の試験管８を透過して、被照射物９に同位相で集中して到達する。また、楕円柱壁に入射せずに上蓋４または底蓋５に入射するマイクロ波または電磁波は乱反射成分となる。しかし、図２に示す通り、線状アンテナの指向性１２により、前記乱反射成分となるマイクロ波または電磁波は抑圧される。【００１５】また、線状アンテナの偏波特性により、アンテナの長さ方向に電界成分１３をもつ直線偏波が放射され、楕円柱壁で反射され、同じ偏波の向きで被照射物に到達する。あらかじめ被照射物をこの偏波の向きに合わせて適当な向きで配置するようにしておけば、被照射物へのマイクロ波または電磁波の吸収効率を向上させることも可能である。【００１６】「他の実施形態」
図１の実施形態では、上蓋４のみを貫通するガラス製試験管であったが、他の実施形態では、底蓋５を貫通する形態でもよく、また、上蓋４及び底蓋５を貫通する連続な管でもよい。また、管の材料はガラス以外のものでもよい。また、図１の実施形態では、上蓋４及び底蓋５の形状が平面であったが、他の実施形態では曲面であってもよい。また、楕円柱の長短径及び焦線間距離を調整し、楕円柱壁における反射波１０と、直接波１１をも同位相で被照射物に到達するようにし、さらに被照射物におけるマイクロ波または電磁波の位相を揃える様にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の一実施形態を示す図である。
【図２】線状アンテナの指向性及び偏波の向きを示す図である。
【図３】従来技術を示す図として、電子レンジの一部分を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】  １  本体
２  楕円柱の一方の焦線
３  楕円柱の他方の焦線
４  上蓋
５  底蓋
６  線状アンテナ
７  コネクタ
８  ガラス製試験管
９  被照射物
１０  楕円柱壁で反射して被照射物に到達するマイクロ波または電磁波の経路の例
１１  放射アンテナから直接被照射物に到達するマイクロ波または電磁波の経路
１２  線状アンテナの放射指向性の模式図
１３  線状アンテナから放射された直線偏波の電界の向き
１４  金属筐体
１５  導波管またはアンテナ
１６  被照射物を載せる皿
１７  被照射物
１８  筐体内に放射され反射するマイクロ波の経路の例
【図１】
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【図２】
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【図３】
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