(57)【要約】【課題】高温加熱によってフィルター機能が低下することのない高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルターを提案すること。  【解決手段】マイクロ波を供給する加熱室である内側筐体１１の開口部１１ａの外周側に延設したフランジ１１ｂと、前記開口部１１ａに設けた開閉扉１６に配設したＩ字形フィルター素子５１からなるマイクロ波漏洩防止フィルター５０を設け、前記Ｉ字形フィルター素子５１の垂直面５１ａを前記フランジ１１ｂに対して直角方向としてその先端部５１ｂを前記フランジ１１ｂに対向させ、かつ、前記Ｉ字形フィルター素子５１の先端部５１ｂと前記フランジ１１ｂとの間隔５２を拡張させ、前記フランジ１１ｂから前記Ｉ字形フィルター素子５１と前記開閉扉１６とに伝達される高温加熱を減少させる構成としてある。【選択図】図１
2015055373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を供給する加熱室の一部分と、他の構成部分との間に形成されたマイクロ波漏洩通路に備えられ、このマイクロ波漏洩通路から漏洩するマイクロ波電力を防止する高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルターにおいて、
前記マイクロ波漏洩防止フィルターは、平板状の断面Ｉ字形のフィルター素子で構成したことを特徴とする高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルター。
【請求項２】
請求項１に記載しマイクロ波漏洩防止フィルターにおいて、
前記した他の構成部分に、前記した断面Ｉ字形のフィルター素子からなるマイクロ波漏洩防止フィルターを配置すると共に、断面Ｉ字形のフィルター素子の先端部を前記加熱室の一部分に対向させる配置構成としたことを特徴とする高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルター。
【請求項３】
請求項１又は２に記載したマイクロ波漏洩防止フィルターにおいて、
前記加熱室の一部分と他の構成部分とを所定の間隔をおいて平行平面状に形成し、前記断面Ｉ字形のフィルター素子を前記加熱室の一部分に対し直角方向に配置するようにしたマイクロ波漏洩防止フィルターを他の構成部分に固着したことを特徴とする高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルター。
【請求項４】
マイクロ波を供給する加熱室の開口部の外周側に延設したフランジと、前記開口部に設けた開閉扉との間に形成されたマイクロ波漏洩通路に備えられ、このマイクロ波漏洩通路から漏洩するマイクロ波電力を防止する高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルターにおいて、
前記マイクロ波漏洩防止フィルターは、断面Ｉ字形フィルター素子によって構成し、このフィルター素子の先端部を前記フランジに対向させる配置構成としたことを特徴とする高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温用のマイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩通路に設けたマイクロ波漏洩防止フィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、高温用のマイクロ波応用装置の第１従来例である高温用電子レンジの主要部を示した縦断面図、図９は図８上のＡ―Ａ線断面図、図１０は図９上のＢ−Ｂ線断面図、図１１はマイクロ波漏洩防止フィルターを示す拡大部分断面図である。
図示するように、この電子レンジの主要部１０は、ステンレス鋼などのマイクロ波反射材料からなる内側筐体１１が加熱室を構成している。
この内側筐体１１は、断熱材１２，１３、１４によって保持されて外側筐体１５内に固定されている。
なお、上記の内側筐体１１の一方側には開口部１１ａが設けられ、さらに、その開口部１１ａの外周方向に延設されたフランジ１１ｂが設けられている。
【０００３】
上記の電子レンジは、開口部１１ａを開閉する開閉扉１６が設けられており、この開閉扉１６が内側筐体１１のフランジ１１ｂの外周囲より大きく形成したマイクロ波反射材料からなる四辺形板となっている。
また、開閉扉１６の中央部内面に設けられた断熱材１７は、少なくとも開口部１１ａを覆っており、これは加熱室内（内側筐体１１内）１８の輻射熱および内側筐体１１の加熱が開閉扉１６に伝わるのを防ぐものであり、さらに、開閉扉１６の外周囲内に設けた断熱材１９は、高温となるフランジ１１ｂからの輻射熱が開閉扉１６と外側筐体１５との隙間から電子レンジ外に漏れるのを防止している。
【０００４】
さらに、内側筐体１１の外周面には、電気ヒーター２０が設けてあり、この電気ヒーター２０が、既に述べたところの断熱材１２、１３、１４と同様の断熱材２１、２２、２３によって内側筐体１１と共に覆われており、加熱室内１８を効率よく加熱保温するようになっている。
【０００５】
一方、マイクロ波発振伝送手段２４で発生したマイクロ波電力（以下、単に「マイクロ波」と言う）は、導波管２５を伝搬して加熱室内１８に送られる。
すなわち、導波管２５は内側筐体１１に連結されており、内側筐体１１に設けた放射器２６を通してマイクロ波が加熱室内１８に照射される。
なお、導波管２５と放射器２６はマイクロ波反射材料から形成されている。
【０００６】
また、導波管２５は、高温になる内側筐体１１と一体的に接続されているので、冷却用配管２７を設けて冷却するようになっている。
さらに、マイクロ波を通す、例えば、窒化珪素などからなる隔壁２８を導波管２５と内側筐体１１の接続部に設け、加熱室内１８の高温の雰囲気を遮断するようになっており、さらに、外側筐体１５を貫通する部分から内側筐体１１までの導波管２５の外周は断熱材２９で覆ってある。
その他、図示しないが、加熱室内１８に空気を送り込む配管や加熱室内１８の雰囲気ガスを外部に排出させる配管などが備えられている。
【０００７】
さらに、上記した電子レンジでは、マイクロ波が加熱室１８内に照射されると、マイクロ波の一部が断熱材１７と断熱材１９を通過し電子レンジ外に漏洩しようとするので、内側筐体１１のフランジ１１ｂに対向する開閉扉１６の内面部分１６ａに、断面Ｌ字形のフィルター素子３０を固着した構成のマイクロ波漏洩防止フィルター３１が備えられている。
【０００８】
すなわち、Ｌ字形フィルター素子３０は、図１１に示す拡大図より明らかな通り、垂直面３０ａをフランジ１１ｂに対し直角方向となるようにして開閉扉１６に固着され、これによって、その水平面（先端面）３０ｂがフランジ１１ｂに対して平行となっている。
そして、水平面３０ｂとフランジ１１ｂとの間には、所定の間隔３２が設けられている。
このようなＬ字形フィルター素子３０は所定のピッチ間隔で連続的に接続したフィルターとして形成し、図９及び図１０より分かるように、３枚のフィルターを３重とした四辺形のリング状として配置されている。
【０００９】
図１２は上記したＬ字形フィルター素子３０からなるマイクロ波漏洩防止フィルター３１の減衰率特性を示す。
なお、この減衰率特性は、図１３に示すＬ字形フィルター素子３０とフランジ１１ｂの寸法条件をもとに電磁波解析シミュレータを用いて解析して求めた減衰率特性である。
【００１０】
なお、図１３はＬ字形フィルター素子３０の一例で、Ｌ字形フィルター素子３０の垂直面３０ａの厚さｄは３ｍｍ、高さＨは２９ｍｍ、スリット長Ｓは２２ｍｍ、水平面３０ｂの幅Ｄは１０ｍｍ、水平面３０ｂとフランジ１１ｂとの間隔（隙間Ｇ）３２は５ｍｍ、開閉扉１６とフランジ１１ｂとの距離Ｌは３４ｍｍに定めてある。
【００１１】
この減衰率特性から分かる通り、３枚のＬ字形フィルター素子３０によって構成したマイクロ波漏洩防止フィルター３１を備えることによりマイクロ波漏洩の安全規格を満たすことが理解できる。
【００１２】
上記した電子レンジは、セラミック容器３３に収納した、例えば、金属粉末（ワーク）３４を加熱室内１８に収納させて加熱処理する。
つまり、電気ヒーター２０で、例えば、６００℃の雰囲気温度とした状態でマイクロ波を照射して急激に加熱し、金属粉体３４の表面に所望の酸化物を成膜した金属粉体を生産する。
【００１３】
一方、図１４は、第２従来例として示したマイクロ波乾燥装置の斜視図、図１５は同マイクロ波乾燥装置の拡大部分図である。
このマイクロ波乾燥装置は、乾燥室本体３５の開口部３６を開閉する開閉扉３７の内面にリング形成したマイクロ波漏洩防止機構３８が設けられている。
【００１４】
そして、このマイクロ波漏洩防止機構３８は、図１５より分かるように、Ｌ字形の第１チョーク３９と第２チョーク４０を向かい合わせて周方向に所定ピッチで連続的に配置したダブルチョーク構造となっている。
なお、この第２従来例のマイクロ波乾燥装置は、乾燥室本体３５内を機密状態にするシール部材４１がマイクロ波の漏洩によって劣化することを防ぐことに特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１２−１７２８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
工業用電子レンジの安全規格は、電子レンジの外に漏れるマイクロ波の限度値が規定されており、電子レンジから５ｃｍ離れた場所で１平方ｃｍ当たり５ｍＷ以下となっている。
第１従来例として示したような高温用電子レンジは、Ｌ字形フィルター素子３０の先端面３０ｂとフランジ１１ｂとの間隔（隙間Ｇ）３２を５ｍｍとし規格限度値を充分に満足するように設計されている。
【００１７】
したがって、高温用電子レンジでは、フランジ１１ｂからの輻射熱が対向面となっているＬ字形フィルター素子３０の先端面３０ｂに伝わる。
この結果、Ｌ字形フィルター素子３０の水平面３０ｂがフランジ１１ｂに近い高温度まで昇温する。
つまり、内側筐体１１のフランジ１１ｂは概略８００℃〜９００℃まで温度上昇するため、このような高温が伝わるＬ字形フィルター素子３０の熱膨張が大きくなる。
特に、Ｌ字形フィルター素子３０は、水平面３０ｂの面積が垂直面３０ａの断面積に比べて５倍〜８倍もあるためにフランジ１１ｂからの加熱の影響を受けやすい。
【００１８】
したがって、Ｌ字形フィルター素子３０と共にフランジ１１ｂに対向する開閉扉１６の内面部分１６ａなどが熱膨張によって変形し、間隔３２が増大することがあるため、フィルター機能が低下し、安全規格の限度値を超えてマイクロ波が漏洩することがある。
このような問題は、フランジ１１ｂの温度が高くなればなるほど、また、電子レンジの経年使用が長くなるほど発生することがある。
【００１９】
そこで、本発明では、上記した実情にかんがみ、加熱室の高温度の影響を可能なる限り少なくしてマイクロ波の漏洩を防止した高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記した目的を達成するため、本発明では第１の発明として、マイクロ波を供給する加熱室の一部分と、他の構成部分との間に形成されたマイクロ波漏洩通路に備えられ、このマイクロ波漏洩通路から漏洩するマイクロ波電力を防止する高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルターにおいて、前記マイクロ波漏洩防止フィルターは、平板状の断面Ｉ字形のフィルター素子で構成したことを特徴とする高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルターを提案する。
【００２１】
第２の発明としては、上記した第１の発明のマイクロ波漏洩防止フィルターにおいて、前記した他の構成部分に、前記した断面Ｉ字形のフィルター素子からなるマイクロ波漏洩防止フィルターを配置すると共に、断面Ｉ字形のフィルター素子の先端部を前記加熱室の一部分に対向させる配置構成としたことを特徴とする高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルターを提案する。
【００２２】
第３の発明としては、上記した第１の発明又は第２の発明のマイクロ波漏洩防止フィルターにおいて、前記加熱室の一部分と他の構成部分とを所定の間隔をおいて平行平面状に形成し、前記断面Ｉ字形のフィルター素子を前記加熱室の一部分に対し直角方向に配置するようにしたマイクロ波漏洩防止フィルターを他の構成部分に固着したことを特徴とする高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルターを提案する。
【００２３】
第４の発明としては、マイクロ波を供給する加熱室の開口部の外周側に延設したフランジと、前記開口部に設けた開閉扉との間に形成されたマイクロ波漏洩通路に備えられ、このマイクロ波漏洩通路から漏洩するマイクロ波電力を防止する高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルターにおいて、前記マイクロ波漏洩防止フィルターは、断面Ｉ字形フィルター素子によって構成し、このフィルター素子の先端部を前記フランジに対向させる配置構成としたことを特徴とする高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩防止フィルターを提案する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、高温用マイクロ波応用装置のマイクロ波漏洩通路に断面Ｉ字形フィルター素子からなるマイクロ波漏洩防止フィルターを設けたので、Ｉ字形フィルター素子の先端部を加熱室の一部分に対向させることができる。
したがって、断面Ｉ字形のフィルター素子の先端部面積が小さいので、加熱室からフィルター素子に伝達せれる加熱温度を減少させることができる。
【００２５】
その上、断面Ｉ字形のフィルター素子から構成したマイクロ波漏洩防止フィルターは、フィルター素子の先端部と加熱室の一部分との間の隙間を拡張させることができるので、フィルター素子に伝わる加熱温度の減少に加え、フィルター素子を固着する構成部分に伝達する加熱温度も少なくなる。
この結果、マイクロ波漏洩防止フィルターやこのフィルターを固着する構成部分が加熱室からの温度の伝達によって変形するようなことがなくなるから、フィルター機能が低下せず、マイクロ波が安全規格値以上に漏洩することがない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態である高温用電子レンジの主要部を示した縦断面図である。
【図２】図１上のＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】図２上のＤ−Ｄ線断面図である。
【図４】断面Ｉ字形フィルター素子からなるマイクロ波漏洩防止フィルター部分を示した電子レンジの拡大部分断面図である。
【図５】断面Ｉ字形のフィルター素子の枚数とマイクロ波の減衰率の関係を示した特性図である。
【図６】断面Ｉ字形のフィルター素子の具体例を説明するための説明図である。
【図７】断面Ｉ字形のフィルター素子と加熱室のフランジとの間の隙間Ｇに対するマイクロ波の減衰率との関係を示した特性図である。
【図８】第１従来例である高温用電子レンジの主要部を示した縦断面図である。
【図９】図８上のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】図９上のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】断面Ｌ字形フィルター素子からなるマイクロ波漏洩防止フィルター部分を示した電子レンジの拡大部分断面図である。
【図１２】断面Ｌ字形のフィルター素子の枚数とマイクロ波の減衰率の関係を示した特性図である。
【図１３】断面Ｌ字形のフィルター素子の具体例を説明するための説明図である。
【図１４】第２従来例として示したマイクロ波乾燥装置の部分斜視図である。
【図１５】第２従来例のマイクロ波乾燥装置の部分的な拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に、本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
図１は、本発明を実施した高温用電子レンジの主要部を示す縦断面図、図２は図１上のＣ−Ｃ線断面図、図３は図２上のＤ−Ｄ線断面図、図４はマイクロ波漏洩防止フィルターを示した本実施形態の電子レンジの拡大部分図である。
【００２８】
図示するように、この高温用電子レンジは、内側筐体１１のフランジ１１ｂと開閉扉１６との間に設けたマイクロ波漏洩防止フィルター５０に特徴があり、その他は図８〜図１１に示した従来例の高温用電子レンジと同じ構成であるので、同部材や同部所については同符号を付して説明を省略する。
【００２９】
各図から分かる通り、マイクロ波漏洩防止フィルター５０は、断面Ｉ字形の平面状のフィルター素子（以下、単に「Ｉ字形フィルター素子」と言う）５１を所定間隔ピッチで連続させて形成した３枚のフィルターを３重の四辺形リングとして配置してある。
なお、Ｉ字形フィルター素子５１はマイクロ波反射材料で形成し、開閉扉１６の内面部分１６ａに固着してある。
【００３０】
さらに、Ｉ字形フィルター素子５１は、垂直面部５１ａをフランジ１１ｂに対し直角方向とし、その先端部５１ｂがフランジ１１ｂに対し所定間隔５２をおいて対面させる構成としてある。
このように構成したＩ字形フィルター素子５１は、先端部５１ｂの面積が垂直面５１ａの断面積と同面積となるため、各Ｉ字形フィルター素子５１がフランジ１１ｂから受ける加熱量が極めて少なくなる。
ちなみに、Ｇ＝５ｍｍに設定されている従来例のＬ字形フィルター素子３０の先端面３０ｂが受ける加熱温度と比較して約８％に減少する。
【００３１】
その上、上記の如く構成したＩ字形フィルター素子５１は、フランジ１１ｂとの間隔５２を所定の範囲で拡大できることが図５及び図７に示す解析結果から確認された。
図５は、Ｉ字形フィルター素子５１の枚数と減衰率との関係を示す特性で、図６に示すＩ字形フィルター素子５１とフランジ１１ｂの寸法条件に基づいて電磁波解析シミュレータを用いて求めた減衰率特性である。
【００３２】
なお、図６はＩ字形フィルター素子５１の一例で、Ｉ字形フィルター素子５１の垂直部５１ａの厚さｄは３ｍｍ、高さＨは３５ｍｍ、スリット長Ｓは２９ｍｍ、先端部５１ｂとフランジ１１ｂとの間隔（隙間Ｇ）５２は１０ｍｍ、開閉扉１６とフランジ１１ｂとの距離Ｌは４５ｍｍに定めてある。
【００３３】
この減衰率特性から分かる如く、３枚のＩ字形フィルター素子５１を備えることによって、安全規格に相当する減衰率である５５ｄＢ以上の減衰率（約６５ｄＢ）が得られることが確認された。
なお、減衰率５５ｄＢは、規格限度値である５ｍＷ／ｃｍ２に相当する。
したがって、Ｉ字形フィルター素子５１を用いれば、Ｉ字形フィルター素子５１の先端部５１ｂとフランジ１１ｂとの間隔（隙間Ｇ）５２を１０ｍｍとしても安全規格を満すことが分かる。
【００３４】
図７は図５と同様の解析によって求めた隙間Ｇと減衰率との関係を示す特性図である。
この特性図から分かる通り、Ｉ字形フィルター素子５１の先端部５１ｂとフランジ１１ｂの間隔（隙間Ｇ）５２が９ｍｍ〜１０ｍｍで減衰率が６５ｄＢとなり、安全規格に相当する減衰率５５ｄＢを充分に満足することが確認された。
したがって、隙間Ｇは９ｍｍであってもよいが、本実施形態では、隙間Ｇを可能なるかぎり広くし、Ｉ字形フィルター素子５１が受ける加熱を可能なる限り少なくするため、隙間Ｇは１０ｍｍとしてある。
【００３５】
なお、隙間Ｇは、１ｍｍ~１２ｍｍの間で安全規格の減衰率５５ｄＢを満たすが、１０ｍｍ以上から１２ｍｍの間は減衰率が徐々に減少するため、安全率を見込み、１０ｍｍとすることが好ましく、また、８ｍｍ以下から５ｍｍの間は減衰率の減少と共に、隙間Ｇが減少するために好ましくなく、さらに、５ｍｍから１ｍｍの間は、減衰率が徐々に増加するが、隙間Ｇが狭くなるほどフランジ１１ｂからの熱伝達が多くなり好ましくない。
【００３６】
一方、図７の減衰率特性は、２．４５ＧＨｚのマイクロ波のデータであるが、２．４５ＧＨｚ帶のＩＳＭ周波数（２．４ＧＨｚから２．５ＧＨｚ）全体を考慮すると、好ましい減衰率の範囲は、８ｍｍ〜１２ｍｍである。
この点からしても、Ｉ字形フィルター素子５１への熱伝達と安全規格の減衰率とを勘案して余裕もって１０ｍｍの隙間Ｇとすることが好ましい。
【００３７】
この結果、Ｉ字形フィルター素子５１は、先端部５１ｂとフランジ１１ｂとの間隔５２を１０ｍｍとしても、安全規格を余裕をもって満たすことができるから、間隔５２を拡張させたことによってフランジ１１ｂからの加熱伝達が減少する。
また、間隔５２を１０ｍｍとして拡張すれば、フランジ１１ｂと開閉扉１６との距離も増加するので、フランジ１１ｂから開閉扉１６に伝わる加熱温度も減少する。
【００３８】
上記から分かる通り、Ｉ字形フィルター素子５１は、先端面が狭くフランジ１１ｂからの熱伝達が少なく、その上、Ｉ字形フィルター素子５１はフランジ１１ｂとの間隔５２（隙間Ｇ）を拡張しても安全規格の減衰率を満たすことができるので、この点からもＩ字形フィルター素子に伝達する加熱が少なくなる。
【００３９】
この結果、Ｉ字形フィルター素子からなるマイクロ波漏洩防止フィルターは、略８００℃〜９００℃の高温となるフランジ１１ｂからの熱伝達を減少させることができるから、Ｉ字形フィルター素子５１や開閉扉１６が熱伝達によって変形するようなことがない。
【００４０】
これより、Ｉ字形フィルター素子５１からなるマイクロ波漏洩防止フィルター５０は、加熱室である内側筐体１１からの熱伝達によってフィルター機能が低下することなく、したがって、高温用電子レンジの経年使用に係わらず、マイクロ波が安全規格以上に漏洩することがない。
【００４１】
以上、好ましい実施形態について説明したが、Ｉ字形フィルター素子５１の枚数は安全規格が確保できるかぎり増減することができ、また、電子レンジ以外の高温用のマイクロ波応用装置についても同様に実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
電子レンジなどの他に高温用のマイクロ波応用装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１１  内側筐体
１１ａ  開口部
１１ｂ  フランジ
１５  外側筐体
１６  開閉扉
１８  加熱室内
２０  電気ヒーター
２４  マイクロ波発振伝達手段
２５  導波管
５０  マイクロ波漏洩防止フィルター
５１  Ｉ字形フィルター素子
５１ａ  垂直面
５１ｂ  先端部
５２  間隔（隙間Ｇ）
【図１】
2015055373.tif 000003
【図２】
2015055373.tif 000004
【図３】
2015055373.tif 000005
【図４】
2015055373.tif 000006
【図５】
2015055373.tif 000007
【図６】
2015055373.tif 000008
【図７】
2015055373.tif 000009
【図８】
2015055373.tif 000010
【図９】
2015055373.tif 000011
【図１０】
2015055373.tif 000012
【図１１】
2015055373.tif 000013
【図１２】
2015055373.tif 000014
【図１３】
2015055373.tif 000015
【図１４】
2015055373.tif 000016
【図１５】
2015055373.tif 000017