(57)【要約】【課題】入口側開口並びに出口側開口を開放したままの状態で加熱対象物を搬入・搬出可能として、効率的な加熱・乾燥処理等を可能としたマイクロ波誘電加熱装置を提供すること。【解決手段】マイクロ波を導入するためのマイク波導入口と、加熱対象物を搬入するための入口側開口と、加熱対象物を搬出するための出口側開口とを有する加熱室と、前記加熱室の前記入口側開口と前記加熱室の前記出口側開口との間で加熱対象物を搬送するためのコンベアと、前記加熱室の入口側開口に連続して、入口側開口から加熱室内へと加熱対象物を搬入する際に、入口側開口から加熱室内のマイクロ波が漏洩することを阻止する入口側シール部材と、前記加熱室の出口側開口に連続して、出口側開口から加熱室外へと加熱対象物を搬出する際に、出口側開口から加熱室内のマイクロ波が漏洩することを阻止する出口側シール部材と、を具備して構成する。【選択図】　　　図２
2004071520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を導入するためのマイク波導入口と、加熱対象物を搬入するための入口側開口と、加熱対象物を搬出するための出口側開口とを有する加熱室と、
前記加熱室の前記入口側開口と前記加熱室の前記出口側開口との間で加熱対象物を搬送するためのコンベアと、
前記加熱室の入口側開口に連続して、入口側開口から加熱室内へと加熱対象物を搬入する際に、入口側開口から加熱室内のマイクロ波が漏洩することを阻止する入口側シール部材と、
前記加熱室の出口側開口に連続して、出口側開口から加熱室外へと加熱対象物を搬出する際に、出口側開口から加熱室内のマイクロ波が漏洩することを阻止する出口側シール部材と、
を具備することを特徴とするマイクロ波誘電加熱装置。
【請求項２】
前記入口側シール部材と前記出口側シール部材とのいずれか一方又は双方が、加熱対象物が通り抜けるトンネル状搬送通路を形成するベース部材と、前記ベース部材のトンネル状搬送通路内にあって、加熱室内から漏れ出すマイクロ波を吸収するマイクロ波吸収構造体とからなる、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波誘電加熱装置。
【請求項３】
前記マイクロ波吸収構造体が、使用されるマイクロ波の波長と一定の相関を有する幅の溝を利用してマイクロ波を吸収する波長整合型のマイクロ波吸収構造体を含む、ことを特徴とする請求項２に記載のマイクロ波誘電加熱装置。
【請求項４】
前記マイクロ波吸収構造体が、断面Ｖ字状溝を利用してマイクロ波を吸収するダミー負荷型のマイクロ波吸収構造体をさらに含む、ことを特徴とする請求項３に記載のマイクロ波誘電加熱装置。
【請求項５】
前記マイクロ波吸収構造体が、マイクロ波吸収混合物を利用してマイクロ波を吸収する混合物型のマイクロ波吸収構造体をさらに含む、ことを特徴とする請求項４に記載のマイクロ波誘電加熱装置。
【請求項６】
前記マイクロ波吸収混合物が、マイクロ波吸収主材としてシリコンラバーを含む、ことを特徴とする請求項５に記載のマイクロ波誘電加熱装置。
【請求項７】
前記マイクロ波吸収混合物が、第１のマイクロ波吸収副材としてストロンチウムフェライト、バリウムフェライトをさらに含む、ことを特徴とする請求項６に記載のマイクロ波誘電加熱装置。
【請求項８】
前記マイクロ波吸収混合物が、第２のマイクロ波吸収副材としてマンガン・亜鉛フェライト、ニッケル・亜鉛フェライトをさらに含む、ことを特徴とする請求項７に記載のマイクロ波誘電加熱装置。
【請求項９】
前記入口側シール部材と前記出口側シール部材とのいずれか一方又は双方には、トンネル状通路の大気開放端に臨んでネオンランプが設けられている、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のマイクロ波誘電加熱装置。
【請求項１０】
前記入口側シール部材と前記出口側シール部材とのいずれか一方又は双方が、前記加熱対象物の搬送通路の上面側又は下面側のいずれか一方又は双方に対面する金属製の平坦壁を含み、この金属製の平坦壁には、使用されるマイクロ波の波長の４分の１の長さに相当する幅及び深さを有する溝が搬送通路と直交する方向へと延在され、それが波長整合型のマイクロ波吸収構造体として機能する、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波誘電加熱装置。
【請求項１１】
前記金属製の平坦壁には、さらに、断面Ｖ字形状の溝が搬送通路と直交する方向へと延在され、それがダミー負荷型のマイクロ波吸収構造体として機能する、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波誘電加熱装置。
【請求項１２】
前記金属製の平坦壁には、さらに、所定幅及び深さの溝が搬送通路と直交する方向へと延在され、この溝内にはマイクロ波吸収混合物質が充填され、それが混合物型のマイクロ波吸収構造体として機能する、ことを特徴とする、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波誘電加熱装置。
【請求項１３】
前記溝の入口全面にはテフロンコート層が設けられ、充填された混合物の脱落が抑制される、ことを特徴とする請求項１２に記載のマイクロ波誘電加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業的な各種の加熱又は乾燥処理等に好適なマイクロ波誘電加熱装置に係り、特に、入口側開口並びに出口側開口を開放したままの状態で加熱対象物を搬入・搬出可能として、効率的な加熱・乾燥処理等を可能としたマイクロ波誘電加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波誘電加熱装置としては、所定周波数のマイクロ波を利用して飲食物を加熱する電子レンジや、所定周波数のマイクロ波を利用して、木材、泥（ｓｌｕｄｇｅ）、ごみ、穀物或いはゴム等を乾燥させるマイクロ波乾燥炉等が従来より知られている。高周波誘電加熱装置においては、マグネトロン等のマイクロ波発生源にて生成された２．４５ＧＨｚ又は９１５ＭＨｚのマイクロ波を加熱室の内部に導入することにより、加熱室内に置かれた被加熱物を高周波交番電界に基づく分子振動により物体内部から加熱或いは乾燥させると言った作用が行われる。
【０００３】
この種の高周波誘電装置において、入口側開口並びに出口側開口を開放したままの状態で加熱対象物を搬入・搬出可能とすれば、加熱・乾燥処理の能率を格段に向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種のマイクロ波誘電加熱装置が取り扱うマイクロ波は人体に有害であるため、入口側開口並びに出口側開口を開放したままの状態で加熱対象物を搬入・搬出可能とするためには、入口側開口並びに出口側開口を適切にシールして、マイクロ波の漏洩を阻止せねばならない。
【０００５】
この発明は、このような技術的背景に着目してなされたものであり、その目的とするところは、入口側開口並びに出口側開口を開放したままの状態で加熱対象物を搬入・搬出可能として、効率的な加熱・乾燥処理等を可能としたマイクロ波誘電加熱装置を提供することにある。
【０００６】
この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、以下の明細書の記載により、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の電磁波反射体は、マイクロ波を導入するためのマイク波導入口と、加熱対象物を搬入するための入口側開口と、加熱対象物を搬出するための出口側開口とを有する加熱室と、前記加熱室の前記入口側開口と前記加熱室の前記出口側開口との間で加熱対象物を搬送するためのコンベアと、前記加熱室の入口側開口に連続して、入口側開口から加熱室内へと加熱対象物を搬入する際に、入口側開口から加熱室内のマイクロ波が漏洩することを阻止する入口側シール部材と、前記加熱室の出口側開口に連続して、出口側開口から加熱室外へと加熱対象物を搬出する際に、出口側開口から加熱室内のマイクロ波が漏洩することを阻止する出口側シール部材と、を具備するものである。
【０００８】
以上の本発明によれば、入口側開口並びに出口側開口を開放したままの状態で加熱対象物を搬入・搬出可能として、効率的な加熱・乾燥処理等を可能とすることができる。
【０００９】
本発明の一実施形態においては、前記入口側シール部材と前記出口側シール部材とのいずれか一方又は双方が、加熱対象物が通り抜けるトンネル状搬送通路を形成するベース部材と、前記ベース部材のトンネル状搬送通路内にあって、加熱室内から漏れ出すマイクロ波を吸収するマイクロ波吸収構造体とからなるものであることが好ましい。
【００１０】
本発明の一実施形態においては、前記マイクロ波吸収構造体が、使用されるマイクロ波の波長と一定の相関を有する幅の溝を利用してマイクロ波を吸収する波長整合型のマイクロ波吸収構造体を含むものであることが好ましい。
【００１１】
本発明の一実施形態においては、前記マイクロ波吸収構造体が、断面Ｖ字状溝を利用してマイクロ波を吸収するダミー負荷型のマイクロ波吸収構造体をさらに含むものであることが好ましい。
【００１２】
本発明の一実施形態においては、前記マイクロ波吸収構造体が、マイクロ波吸収混合物を利用してマイクロ波を吸収する混合物型のマイクロ波吸収構造体をさらに含むものであることが好ましい。
【００１３】
本発明の実施の一形態においては、前記マイクロ波吸収混合物が、マイクロ波吸収主材としてシリコンラバーを含むものであることが好ましい。
【００１４】
本発明の実施の一形態においては、前記マイクロ波吸収混合物が、第１のマイクロ波吸収副材としてストロンチウムフェライト、バリウムフェライトをさらに含むものであることが好ましい。
【００１５】
本発明の実施の一形態においては、前記マイクロ波吸収混合物が、第２のマイクロ波吸収副材としてマンガン・亜鉛フェライト、ニッケル・亜鉛フェライトをさらに含むものであることが好ましい。
【００１６】
本発明の実施の一形態においては、前記入口側シール部材と前記出口側シール部材とのいずれか一方又は双方には、トンネル状通路の大気開放端に臨んでネオンランプが設けられている、ことが好ましい。
【００１７】
本発明の実施の一形態においては、前記入口側シール部材と前記出口側シール部材とのいずれか一方又は双方が、前記加熱対象物の搬送通路の上面側又は下面側のいずれか一方又は双方に対面する金属製の平坦壁を含み、この金属製の平坦壁には、使用されるマイクロ波の波長の４分の１の長さに相当する幅及び深さを有する溝が搬送通路と直交する方向へと延在され、それが波長整合型のマイクロ波吸収構造体として機能するものであることが好ましい。
【００１８】
本発明の実施の一形態においては、前記金属製の平坦壁には、さらに、断面Ｖ字形状の溝が搬送通路と直交する方向へと延在され、それがダミー負荷型のマイクロ波吸収構造体として機能するものであることが好ましい。
【００１９】
本発明の実施の一形態においては、前記金属製の平坦壁には、さらに、所定幅及び深さの溝が搬送通路と直交する方向へと延在され、この溝内にはマイクロ波吸収混合物質が充填され、それが混合物型のマイクロ波吸収構造体として機能するものであることが好ましい。
【００２０】
本発明の実施の一形態においては、前記溝の入口全面にはテフロンコート層が設けられ、充填された混合物の脱落が抑制されるものであるこのが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るマイクロ波誘電加熱装置の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
本発明のマイクロ波誘電加熱装置の外観斜視図が図１に、同縦断面図が図２に、同平断面図が図３にそれぞれ示されている。
【００２３】
それらの図から明らかであるように、このマイクロ波誘電加熱装置２００は、加熱室２０１を中心として構成されている。加熱室２０１は、入口側開口２２６と出口側開口２２７とを有する前後方向に細長い断面矩形のハウジングを有している。加熱室２０１の側部には、３台のマイクロ波発生源２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃが設けられている。これらのマイクロ波発生源としては例えばマグネトロンなどの公知のものを適宜に採用することができる。
【００２４】
これら３台のマイクロ波発生源２０２ａ〜２０２ｃから発生したマイクロ波は、導波管２０３ａ〜２０３ｃを介して加熱室２０１内へと導入される。
【００２５】
加熱室２０１の底部には、図３に示されるように、コンベアベルト２０４が配置されている。このコンベアベルト２０４は、入口側に設けられた前部駆動ローラ２０７と出口側に設けられた後部駆動ローラ２０８との間に掛け渡されており、このコンベアベルト２０４によって、加熱対象物２１５は入口側開口２２６から出口側開口２２７へと、またその逆転によって出口側開口２２７から入口側開口２２６へと搬送が可能になされている。
【００２６】
図１および図２に示されるように、加熱室２０１の入口側開口２２６の前段には、本発明の要部である入口側シール部材２１３が設けられている。また、加熱室２０１の出口側開口２２７の後段には、出口側シール部材２１４が設けられている。なお、図において、２０９，２１０は加熱室２０１内で発生した水蒸気などを加熱室の外部へと排出するためのダクトである。
【００２７】
図１〜図３に示されるように、入口側シール部材２１３の手前には前部ローラコンベア２１１が設けられており、同様に出口側シール部材２１４の後段にも同様な後部ローラコンベア２１２が設けられている。
【００２８】
そのため、この入口側シール部材２１３、加熱室２０１、出口側シール部材２１４は常に連通した状態となり、前部ローラコンベア２１１からコンベアベルト２０４上に載せられた例えば木材などの加熱対象物２１５は、コンベアベルト２０４上に案内されて、出口側シール部材２１３を経て後部ローラコンベア２１２へと送り出される。
【００２９】
入口側シール部材の縦断面図が図４に示されている。同図に示されるように、入口側シール部材２１３は、加熱対象物が通り抜けるトンネル状搬送通路を形成するベース部材２１３ａと、前記ベース部材２１３ａのトンネル状搬送通路内にあって、加熱室内から漏れ出すマイクロ波を吸収するマイクロ波吸収構造体とから成り立っている。
【００３０】
入口側シール部材２１３の縦断面図が図４に示されている。同図に示されるように、ベース部材２１３ａを構成する上面板である上部シール板２１６の下面と、当ベース部材２１３ａを構成する下面板である下部シール板２１７の上面には、それぞれ３個のマイクロ波吸収構造体２２０，２２１，２２２が設けられている。
【００３１】
第１のマイクロ波吸収構造体２２０は、使用されるマイクロ波の波長と一定の相関を有する幅の溝を利用してマイクロ波を吸収する波長整合型のマイクロ波吸収構造体である。また、第２のマイクロ波吸収構造体２２１は、断面Ｖ字状溝を利用してマイクロ波を吸収するダミー負荷型のマイクロ波吸収構造である。更に、第３のマイクロ波吸収構造体２２２は、マイクロ波吸収混合物を利用してマイクロ波を吸収する混合物型のマイクロ波吸収構造体である。
【００３２】
より具体的には、第１のマイクロ波吸収構造体２２０は、幅Ｗ２および深さＤ１１を有する断面矩形の溝であり、この溝は搬送路と直交する方向へ延びている。この溝の幅Ｗ２および深さＤ１１は、使用されるマイクロ波の波長λｇの１／４とされており、そのため所謂λ／４作用により、入口側開口２２６から漏れだしたマイクロ波を効率良く吸収する。
【００３３】
なお、この例では、頂面２１７ａの幅Ｗ１、底面２２３ｂの幅Ｗ２、頂面２１７ｂの幅Ｗ３はいずれもλ／４とされている。
【００３４】
次に、第２のマイクロ波吸収構造体２２１は、搬送方向と直交する方向へ延びる断面Ｖ字型の溝で構成されており、この溝を構成する斜面２２４ａ，２２４ｂは平坦とされている。このような構成のＶ溝によれば、入り口側開口２２６から漏れ出したマイクロ波は、幅Ｗ４を有するＶ溝に捉えられた後、所謂ダミー負荷効果によって減衰しつつ吸収される結果となる。この減衰によって生じた熱は、下部シール板２１７が金属であるから、適宜に放熱されて解消される。
【００３５】
次に、第３のマイクロ波吸収構造体２２２は、幅Ｗ６、深さＤ１３を有する断面矩形の溝とされ、この溝内には、マイクロ波吸収混合物２２２ａが充填されている。なお、図では示されていないが、混合物２２０ａの表面はテフロンコーティングが施されており、これにより混合物２２２ａが劣化したり擦れたりして離脱されるのが防止される。
【００３６】
更に、各溝並びに頂面の寸法関係について詳しく説明すれば、図４に示されるところの幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５およびＷ７はいずれもλ／４とされており、この寸法関係がマイクロ波の吸収に有効に作用する。
【００３７】
また、マイクロ波吸収混合物２２０ａが充填された溝の深さＤ１３は、この例では、約２ｍｍ程度に設定されている。
【００３８】
マイクロ波吸収混合物２２２ａについて更に詳しく説明すると、このマイクロ波吸収混合物２２２ａは、マイクロ波吸収主材と、第１のマイクロ波吸収副材と第２のマイクロ波吸収副材との主として３つの成分から成り立っている。マイクロ波吸収主材としては主としてシリコンラバーが採用されている。また、第１のマイクロ波吸収副材としてはストロンチウムフェライトとバリウムフェライトが採用されている。更に、第２のマイクロ波吸収副材としてはマンガン・亜鉛フェライトとニッケル・亜鉛フェライトが採用されている。
【００３９】
更に、図４に示されるように、入口側シール部材２１３の先端部には、トンネル状通路から漏れ出す虞のあるマイクロ波に対し光を照射して、マイクロ波を可視状態とするネオンランプ２３０が取り付けられている。そのため、仮になんらかの原因で僅かでもマイクロ波が入口側シール部材２１３から漏れ出せば、直ちに作業者はその状態を目で確認することができる。
【００４０】
本発明のマイクロ誘電加熱装置は以上の如く構成されているから、図２に示されるように、入り口側開口２２６から出口側開口２２７まで常に連通した状態に維持されてはいるものの、入口側並びに出口側にはそれぞれシール部材２１３，２１４が設けられているため、コンベアベルト２０４の移動につれて加熱対象物２１５が加熱室２０１を通過していても、入口側並びに出口側からマイクロ波が漏れ出すことはなく、その結果、加熱対象物２１５を連続的に送りつつ、その内部を適切に加熱することができる。なお、特にこの例にあっては、図２並びに図３に示されるように、加熱室２０１を構成する左右の側壁２０１ａ，２０１ｂの内面には、本発明者らが別途提案した電磁波反射体２が取り付けられているので、従前のこの種の加熱室に比べ、本発明にあっては加熱室２０１内により均一な電位分布を形成することができる。その結果、加熱室２０１内に加熱対処物２１５が移動することと相まって、加熱対象物２１５の全体を極めて均一にかつ効率よく加熱することができる。
【００４１】
尚、以上の実施の形態においては、加熱対象物２１５が搬送される通路を挟んでその上下にそれぞれシール板２１６，２１７を設けたが、シール板の配置並びにシール構造については必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、コンベアベルト２１４がスティール製の場合には、それ自体がマイクロ波遮蔽体として作用するため、下部シール板２１７は殆ど機能しない。この場合には、加熱対象物２１５の通路を挟んで左右の側壁にシール構造体を設けることが好ましい。
【００４２】
また、以上説明した本発明のマイクロ波誘電加熱装置は、入口から出口へと連続的に加熱対象物を搬送しつつ効率の良い加熱処理が行えることに加えて、後述する電磁波反射体２の作用により、加熱室内における電位分布の均一化を通じて均一加熱が行える利点がある。以下、この点についても説明する。
【００４３】
本発明の電磁波反射体の外観斜視図が図６に示されている。同図に示されるように、この電磁波反射体２は、複数の反射部Ａ１〜Ａ６を含んでいる。各反射部の頂面２３はアルミニウム等の電磁波を反射する性質を有する物質で成り立っている。反射部Ａ１〜Ａ６の幅（Ｗ）は同一であり、かつその幅（Ｗ）は対象となる電磁波の波長（λｇ）の１／ｎ（ｎ＝１，２，３・・・）倍として定義することができる。もっとも、後述するように、分散反射の効率を上げるためには、ｎ＝４ｍ（ｍ＝１，２，３・・・）とすることが好ましい。
【００４４】
複数の反射部Ａ１〜Ａ６のそれぞれの高さ（Ｈｋ）（ｋ＝１，２，３・・・）は、前記反射部の幅（Ｗ）と反射部ごとに規定されるある整数（Ｍｋ）との積（Ｗ×Ｍｋ）として定義される。ある整数（Ｍｋ）に相当する数値を反射部Ａ１〜Ａ６の配列順に並べてなる数値列（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３・・・）は、後述するように、特定の数値列となる。
【００４５】
各反射部Ａ１〜Ａ６の長さ（Ｌ）は同一であり、かつその長さ（Ｌ）は、図１に示されるように、対象となる電磁波の波長（λｇ）の整数（ｓ）倍として定義（Ｌ＝ｓ×λｇ）されることが好ましい。
【００４６】
複数の反射部Ａ１〜Ａ６の頂面２３は当該反射部の幅（Ｗ）の全体にわたり平坦である。なお、この例では、反射部Ａ１〜Ａ６の頂面２３は、長さ（Ｌ）方向についても平坦とされている。
【００４７】
換言すれば、図６の例にあっては、電磁波反射体２が水平面に載置されたとすると、各反射部Ａ１〜Ａ６は垂直方向へと延びており、また各反射部Ａ１〜Ａ６の頂面２３は水平面となる。
【００４８】
尚、このような電磁波反射体２の基本構成は、ドイツ人であるＭａｎｆｒｅｄＲ．ＳｃｈｒｏｅｄｅｒとＡＴ＆Ｔ　Ｂｅｌｌ　ＬａｂのＭｕｒｒａｙ　Ｈｉｌｌにより研究・発表された分散機の形状によるものである。もっとも、各反射部Ａ１〜Ａ６の幅（Ｗ）並びに高さ（Ｈｋ）を特定の関係として定義すると共に、加熱室内における電磁波の分散反射に利用すると言う考え方それ自体は本発明者が新たに提案するものである。
【００４９】
次に、反射部の高さ決定方法の説明図が図７に示されている。同図を参照しながら、複数の反射部Ａ１〜Ａ６の幅（Ｗ）と高さ（Ｈｋ）との関係について詳細に説明する。
【００５０】
先に説明したように、各反射部Ａ１〜Ａ６の頂面２３の幅（Ｗ）は、全て同一とされており、その値は電磁波（ここではマイクロ波）の波長（λｇ）の１／ｎ（ｎ＝１，２，３・・・）倍、好ましくはｎ＝４ｍ（ｍ＝１，２，３・・・）として定義される。
【００５１】
次に、複数の反射部Ａ１〜Ａ６のそれぞれの高さ（Ｈｋ）（ｋ＝１，２，３・・・）についてであるが、これについては、以下に述べるように、２種類の定義方法が存在する。以下これらを、第１の定義方法、第２の定義方法と称することとする。
【００５２】
第１の定義方法においては、前記複数の反射部Ａ１〜Ａ６のそれぞれの高さ（Ｈｋ）（ｋ＝１，２，３・・・）は、所定の基底面２１からある高さに設定された基準面２２からの深さ（Ｄｋ）として定義される。
【００５３】
ここで、基準面２２の基底面２１に対する高さ（Ｈｒｅｆ）は、ある素数（ｐ）から『１』を減じた値（ｐ−１）と前記反射部Ａ１〜Ａ６の幅（Ｗ）との積（ｐ−１）×Ｗとして定義される。例えば、素数（ｐ）を『７』とすれば、基準面２２の基底面２１に対する高さ（Ｈｒｅｆ）は、素数（ｐ）である『７』から『１』を差し引いた値である『６』に対して、反射部Ａ１〜Ａ６の幅（Ｗ）を乗じた値である６Ｗとして求められる。
【００５４】
また、基準面２２からの深さ（Ｄｋ）は、反射部Ａ１〜Ａ６の幅（Ｗ）と各反射部Ａ１〜Ａ６に割り当てられたある整数（Ｑｋ）との積（Ｗ×Ｑｋ）として定義される。
【００５５】
さらに、ある整数（Ｑｋ）は、ある素数（ｐ）の最小原子根（ｔｈｅ　ｌｅａｓｔ　ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ　ｒｏｏｔ）を（ｇ）とすると、剰余関数を用いた次式（式２）により、
【数２】
Ｑｋ＝ｇｋｍｏｄｕｌｅ　ｐ　　　　　　　　　　　（式２）
として定義される。
【００５６】
例えば、素数（ｐ）が『７』で、素数（ｐ）の最小原始根（ｇ）が『３』であるとすると、整数（Ｑｋ）（ｋ＝１，２・・・６）は次のような値となる。
３１＝　　３；　　３／７＝　　０（商），　余り＝３（Ｑ１）
３２＝　　９；　　９／７＝　　１（商），　余り＝２（Ｑ２）
３３＝　２７；　２７／７＝　　３（商），　余り＝６（Ｑ３）
３４＝　８１；　８１／７＝　１１（商），　余り＝４（Ｑ４）
３５＝２４３；２４３／７＝　３４（商），　余り＝５（Ｑ５）
３６＝７２９；７２９／７＝１０３（商），　余り＝１（Ｑ６）
【００５７】
従って、反射部Ａ１〜Ａ６の頂面２３の基準面２２からの深さＤｋ（Ｄ１〜Ｄ６）は、３Ｗ，２Ｗ，６Ｗ，４Ｗ，５Ｗ，１Ｗとして求められる。
【００５８】
素数（ｐ）とその最小原始根（ｇ）との組を６通り選択した状態において、自然数（ｋ）の値を『１』から１つずつ増加させたときの深さ（Ｄｋ）の値が表１に示されている。
【００５９】
同表から明らかなように、各組ごとに得られる数値列（Ｑｋ：ｋ＝１，２，３・・・）は、［２，４，３，１］、［３，２，６，４，５，１］〜［２，４，８，１６，１３，７，１４，９，１８，１７，１５，１１，３，６，１２，５，１０，１］となり、折り重ね不能（ｕｎｆｏｌｄａｂｌｅ）な関係を有する数値列となる。
【表１】
2004071520.tif 000003
【００６０】
こうして得られた基準面２２からの深さ（Ｄｋ）を基底面２１からの高さ（Ｈｋ）に変換すると、次のようになる。
2004071520.tif 000004
【００６１】
従って、各反射部Ａ１〜Ａ６のそれぞれの頂面２３の高さ（Ｈｋ）（ｋ＝１，２，３・・・）は、（６Ｗ−３Ｗ＝３Ｗ）、（６Ｗ−２Ｗ＝４Ｗ）、（６Ｗ−６Ｗ＝０）、（６Ｗ−４Ｗ＝２Ｗ）、（６Ｗ−５Ｗ＝１Ｗ）、（６Ｗ−１Ｗ＝５Ｗ）となる。即ち、基底面２１を基準とした頂面２３の高さ（Ｈ；Ｈ１〜Ｈ６）は、各々３Ｗ，４Ｗ，０，２Ｗ，１Ｗ及び５Ｗになる。
【００６２】
次に、第２の定義方法について説明する。第２の定義方法においては、複数の反射部Ａ１〜Ａ６のそれぞれの高さ（Ｈｋ）（ｋ＝１，２，３・・・）は、所定の基底面２１からの高さそのものとして定義される。即ち、前記基底面からの高さ（Ｈｋ）（ｋ＝１，２，３・・・）は、反射部の幅（Ｗ）と各反射部に割り当てられたある整数（Ｒｋ）（ｋ＝０，１，２，３・・・）との積（Ｗ×Ｒｋ）として定義される。ここで、ある整数（Ｒｋ）は、ある素数を（ｐ）とすると、剰余関数を用いた次式（式３）により、
【数３】
Ｒｋ＝ｋ２ｍｏｄｕｌｅ　ｐ　　　　　　　　　（式３）
により定義される。
【００６３】
例えば、素数ｐが『５』とした場合、複数の反射部Ａ１〜Ａ６の頂面２３の高さ（Ｈｋ）を規定するための整数（Ｒｋ）（ｋ＝０，１，２，３・・・）は次のように求められる。
０２＝　０；　０／５＝０（商），　余り＝０（Ｒ１）
１２＝　１；　１／５＝０（商），　余り＝１（Ｒ２）
２２＝　４；　４／５＝０（商），　余り＝４（Ｒ３）
３２＝　９；　９／５＝１（商），　余り＝４（Ｒ４）
４２＝１６；１６／５＝３（商），　余り＝１（Ｒ５）
５２＝２５；２５／５＝５（商），　余り＝０（Ｒ６）
【００６４】
こうして得られた整数（Ｒｋ）に、反射部の幅（Ｗ）を掛けて得られた値、即ち、０，１Ｗ，４Ｗ，４Ｗ，１Ｗ及び０が、基底面２１から上記の複数の反射部Ａ１〜Ａ６の頂面２３の高さＨ１〜Ｈ６になる。
【００６５】
素数（ｐ）を７通り選択した状態において、自然数（ｋ）の値を『０』から１つずつ増加させたときの高さ（Ｈｋ）の値が表２に示されている。同表から明らかなように、各素数（ｐ）ごとに得られる数値列（Ｒｋ）（ｋ＝０，１，２，３・）は、［０，１，４，４，１，０］、［０，１，４，２，２，４，１，０］〜［０，１，４，９，１６，２，１３，３，１８，１２，８，６，６，８，１２，１８，３，１３，２，１６，９，４，１，０］となり、特定の関係を有する数値列となることが判る。この場合、各数値列は中央要素を基準として対称的ななるものの、片側についてみるとなおも折り重ね不能（ｕｎｆｏｌｄａｂｌｅ）な関係が維持されている。
【表２】
2004071520.tif 000005
【００６６】
このように、本発明の電磁波反射体２は、対象となる電磁波（この例では、マイクロ波）の波長（λｇ）に対応する幅（Ｗ）と、上記した（式２）又は（式３）により定義される数値列（Ｑｋ又はＲｋ）との積により高さが特定される複数の反射部Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・を有している。
【００６７】
より具体的には、本発明の電磁波反射体２は、対象となる加熱室の１壁面（例えば左側壁面、右側壁面、天井壁面、底壁面、後壁面、又は前壁面の１つ）あたり、特定の数値列（Ｑｋ又はＲｋ）の１周期分若しくは２周期分以上にわたり、該当する高さの反射部を連続的に配列して構成することができる。どのような数値列を選択するかは、加熱室の壁面サイズや被加熱物の性質や大きさ等を考慮して適宜に決定すればよいであろう。
【００６８】
本発明の電磁波反射体２は、より高い実用性を考慮するならば、規格化された反射部個数並びにサイズを有する電磁波反射体ユニット２ａとすることが好ましいであろう。このような電磁波反射体ユニット２ａの幾つかの具体例が図８〜図１２に示されている。
【００６９】
図８には、６個の反射部Ａ１〜Ａ６をもって構成された電磁波反射体ユニット２ａが示されている。これらの反射部Ａ１〜Ａ６の高さＨ１〜Ｈ６は、特定の数値列（Ｍｋ）（ｋ＝１〜６）の１周期の最初の数列要素（Ｍ１）から最後の数列要素（Ｍ６）に対応している。
【００７０】
図９には、同様に、６個の反射部Ａ１〜Ａ６をもって構成された電磁波反射体ユニット２ａが示されている。これらの反射部Ａ１〜Ａ６の高さＨ１〜Ｈ６は、特定の数値列（Ｍｋ）（ｋ＝１〜６）のある周期の途中の数列要素（Ｍ４）から次の周期の該当要素より１つ手前の数列要素（Ｍ３）に対応している。
【００７１】
図１０には、１２個の反射部Ａ１〜Ａ６，Ａ１〜Ａ６をもって構成された電磁波反射体ユニット２ａが示されている。これらの反射部Ａ１〜Ａ６，Ａ１〜Ａ６の高さＨ１〜Ｈ６，Ｈ１〜Ｈ６は、特定の数値列（Ｍｋ）（ｋ＝１〜６）の２周期の最初の数列要素（Ｍ１）から最後の数列要素（Ｍ６）に対応している。
【００７２】
図１１には、９個の反射部Ａ１〜Ａ６をもって構成された２種類の電磁波反射体ユニット２ａ−１，２ａ−２が示されている。第１の反射体ユニット２ａ−１の反射部Ａ１〜Ａ６，Ａ１〜Ａ３の高さＨ１〜Ｈ６，Ｈ１〜Ｈ３は、特定の数値列（Ｍｋ）（ｋ＝１〜６）のある周期の最初の数列要素（Ｍ１）から次の周期の３番目の数列要素（Ｍ３）に対応している。第２の反射体ユニット２ａ−２の反射部Ａ４〜Ａ６，Ａ１〜Ａ６の高さＨ４〜Ｈ６，Ｈ１〜Ｈ６は、特定の数値列（Ｍｋ）（ｋ＝１〜６）のある周期の４番目の数列要素（Ｍ４）から次の周期の最後の数列要素（Ｍ６）に対応している。そして、これら２つの反射体ユニット２ａ−１，２ａ−２を連続的に配置することで、数値列の連続性が確保される。
【００７３】
図１２には、同様に、６個の反射部Ａ１〜Ａ６をもって構成された電磁波反射体ユニット２ａが示されている。これらの反射部Ａ１〜Ａ６の高さＨ１〜Ｈ６は、特定の数値列（Ｍｋ）（ｋ＝１〜６）のある周期の途中の数列要素（Ｍ４）から次の周期の該当要素より１つ手前の数列要素（Ｍ３）に対応している。また、隣接する反射部の間には、高さ０のスペーサ領域２４が確保されている。
【００７４】
次に、電磁波反射体ユニット２ａの具体的な幾つかの製法を図１３〜図１７を参照して説明する。
【００７５】
図１３には、６個の反射部Ａ１〜Ａ６を有する反射体ユニット２ａを、電磁波反射性素材からなるシート材３１を使用して折り曲げ加工にて製作した例が示されている。図では、シート３１としては、例えばアルミニウム製のシート材が使用されている。
【００７６】
図１４には、６個の反射部Ａ１〜Ａ６を有する反射体ユニット２ａを、電磁波反射性素材からなるシート材を使用してプレス加工にて製作した例が示されている。図では、シート材３１としては、例えばアルミニウム製のシート材が使用されている。なお、図において、３２はプレス上型、３３はプレス下型である。
【００７７】
図１５には、６個の反射部Ａ１〜Ａ６を有する反射体ユニット２ａを、耐熱性樹脂を使用した樹脂一体成形技術を使用して製作した例が示されている。なお、図において、３４は耐熱性樹脂によりなる基体、３５は基体３４の表面に被着されたコート層である。コート層３５の素材としては、電磁波を反射する性質を有するアルミニウム等が使用される。
【００７８】
図１６には、反射体ユニット２ａをベースマウント方式で製作した例が示されている。この例では、予め個別に製作された反射部エレメント３７−１〜３７−６をマウントベース３６上に適宜なマウント機構を介して装着することにより、反射体ユニット２ａを製作する。
【００７９】
図１７には、反射体ユニット２ａを要素寄せ集め方式にて製作した例が示されている。同図（ａ）の場合は、反射部エレメント３８−１〜３８−６を寄せ集め、それらを長めのボルト４０にて締結することにより、一体化するようにしている。同図（ｂ）の場合は、反射部エレメント３９−１〜３９−６を寄せ集め、それらを接着剤にて結合することにより、一体化するようにしている。
【００８０】
なお、上記の電磁波反射体ユニット２ａを加熱室等の壁面に設置するときに、反射体ユニット２ａの両端部分が各々天井と床面に密着できない長さで、左右の両端部分が傾いていると、開いた左右の両端を通して、マイクロ波が漏洩する恐れがある。従って、こういう場合には、左右の両端の部分を反射体ユニット２ａと同一の材質のスペーサ板で密封し、マイクロ波が漏洩できないようにするのが望ましい。
【００８１】
上記の各実施例では、本発明の電磁波反射体ユニット２ａが６つの反射部Ａ１〜Ａ６を備えていることを説明した。本発明では反射体ユニット２ａ上の反射部の数は６個に限らないことは勿論であり、反射体ユニット２ａが設置される加熱室の大きさなどにより、必要な最小限の数を選び、選んだ数に合う複数の反射部を備えることが可能である。もちろん、こういう場合にも、反射体ユニット２ａ上の各の反射部の幅（Ｗ）は、マイクロ波の波長λｇに対して１／ｎ倍に設定すればよい。
【００８２】
もっとも、反射体ユニット２ａの反射部が大きすぎて被加熱物を入れる空間がとても小さい場合には非効率的になる。こういう場合には、反射体ユニット２ａの反射部の幅（Ｗ）と深さ（Ｄ）を計算するとき、マイクロ波の波長（λｇ）を１／４ｎ倍（ｎ＝１，２，３，…）にすることにより、反射体ユニット２ａを小さく作ることが可能になる。この場合、分散の効率を高くするためには、最適化の条件を求めて作らなければならない。
【００８３】
次に、本発明の電磁波反射体２の作用を図１８〜図２０を参照しつつ詳細に説明する。本発明の電磁波反射体２によれば、これを例えば家庭用電子レンジや工業用木材乾燥装置に適用すれば、被加熱物を均一に加熱又は乾燥できることが本発明者の実験により確認されている。そのような作用効果をもたらす理由については、現在なおも解明が進められているところであるが、一応、次のような理由であると推定される。
【００８４】
すなわち、本発明の電磁波反射体２によれば、複数の反射部Ａ１〜Ａ６のそれぞれの幅（Ｗ）が対象となる電磁波の波長（λｇ）との一定の相関を有するものであるから、その反射作用は、入射角と反射角とが一致する偏向的な単方向反射ではなくて、図１８に示されるように、入射点において入射角とは関係なく全方位へと反射する多方向反射（分散反射）となる。なお、図において、４１は入射波、４２は分散反射波、４３は入射点である。
【００８５】
しかも、複数の反射部の一連の高さ（Ｈｋ）は、反射部の幅（Ｗ）とある素数（ｐ）に基づいて生成された特定数列要素との積等により定義されるものであるから、例えば図１９に示されるように、当該電磁波反射体２を２台だけ対向配置した場合を想定すると、一方の側の電磁波反射体２−１の特定の１反射部４３ａの頂面と、他方の側の電磁波反射体２−２の複数の反射部のそれぞれの頂面との間には、予め計算された特定の行路差を有する固有の電磁波伝播行路が生ずることとなる。
【００８６】
そのため、図２０に示されるように、異なる行路間におけるマイクロ波同士における波形レベルでの同期加算作用が可及的に回避され、結果として、加熱室内には均一な電位分布が得られることとなる。なお、図において、２−１，２−２は互いに対向する一対の電磁波反射体、▲１▼は電磁波反射体２−１，２−２の間に形成される定常波、▲２▼及び▲３▼は電磁波反射体２−２の反射部表面２３にて分散反射された各分散反射波（進行波）、▲４▼及び▲５▼は電磁波反射体２−１の反射部表面２３にて分散反射された各分散反射波（進行波）である。
【００８７】
図から明らかなように、電磁波の波動エネルギに基づく分散反射作用と電磁波の固定端反射に基づく周波数乃至位相の変換作用とが相まって、加熱室内には均一なる電位分布が生成される（▲１▼＋▲２▼＋▲３▼＋▲４▼＋▲５▼）。
【００８８】
さらに、本発明の電磁波反射体２を加熱室の壁面の対向面又は全面に敷設すれば、ある壁面の特定の一点での分散反射で生成された一方向成分としての分散反射波は、他の壁面においてさらに同様な分散反射を繰り返すため、分散反射による行路の多様化と波の固定端反射による波長の多様化とが相まって、加熱室内における波の同期加算作用による過大ピーク電位の発生を抑制して、加熱室内における均一な電位分布が実現される。
【００８９】
さらに、本発明の電磁波反射体２の作用効果を、図７を参照しつつ、別の観点から説明する。本発明の電磁波反射体２は、図８乃至図１２に示されるように、１若しくは２以上の電磁波反射ユニット２ａを連接することで実現することができる。こうして作られた電磁波反射体２に電磁波であるマイクロ波が入射されると、１／４の波長の特性、即ち最小・最大の波長のみでの作用により、そのマイクロ波は均一に分散させられる。このとき、分散反射波は、図７に示される深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６のそれぞれに相当する反射部Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６の１つに衝突し、さらにこの面に向かい合っている反射体上の違う反射部Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６の頂面に衝突する。この際、これら深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６相当の反射面は、素数の数値と関連する深さになっていて、波が進行し、反射されてくる伝播行路の長さは素数の関係を持っている。そのため、反射波と入射波の間には相関関係を形成するのが不可能であるので、定常波を作り上げず、お互いに違う位相差を持って、両面の間を反射するので、図２０に示されるように、均一電場を形成することができる。従って、電子レンジ等に応用すれば、所定の被加熱物を回転させず、停止した状態にしても、均一に分散できるマイクロ波により、均一に加熱及び乾燥できる。
【００９０】
【発明の効果】
以上で詳細に説明した通り、本発明によれば、入口側開口並びに出口側開口を開放したままの状態で加熱対象物を搬入・搬出可能として、効率的な加熱・乾燥処理等を可能としたマイクロ波誘電加熱装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロ波誘電加熱装置の外観斜視図である。
【図２】本発明のマイクロ波誘電加熱装置の縦断面図である。
【図３】本発明のマイクロ波誘電加熱装置の平断面図である。
【図４】入口側シール部材の縦断面図である。
【図５】シール板の斜視図である。
【図６】本発明の電磁波反射体の外観斜視図である。
【図７】反射部の高さ決定方法の説明図である。
【図８】反射体ユニットの反射部配列例（その１）を示す図である。
【図９】反射体ユニットの反射部配列例（その２）を示す図である。
【図１０】反射体ユニットの反射部配列例（その３）を示す図である。
【図１１】反射体ユニットの反射部配列例（その４）を示す図である。
【図１２】反射体ユニットの反射部配列例（その５）を示す図である。
【図１３】アルミシートの折り曲げ加工による反射体ユニットの製法説明図である。
【図１４】プレス加工による反射体ユニットの製法説明図である。
【図１５】樹脂一体成形による反射体ユニットの製法説明図である。
【図１６】ベースマウント方式による反射体ユニットの製法説明図である。
【図１７】要素寄せ集め方式による反射体ユニットの製法説明図である。
【図１８】本発明の電磁波反射体の作用説明図である。
【図１９】各分散反射成分別の伝播行路の相異を示す説明図である。
【図２０】電磁波同士の波形重ね合わせ作用の説明図である。
【符号の説明】
１０　　　　入射波
１１　　　　壁面
２，２−１，２−２　　電磁波反射体
２ａ，２ａ−１，２ａ−２　　電磁波反射体ユニット
２１　　　　基底面
２２　　　　基準面
２３　　　　反射部の頂面
Ａ１〜Ａ６，Ａ　　反射部
Ｗ　　　　　反射部の幅
Ｌ　　　　　反射部の長さ
Ｈｒｅｆ　　基準面の基底面からの高さ
Ｄ１〜Ｄ６　反射部の基準面からの深さ
Ｈ１〜Ｈ６　反射部の基底面からの高さ
３１　　　　電磁波反射性を有するシート材
３２　　　　上部プレス型
３３　　　　下部プレス型
３４　　　　耐熱性樹脂の基体
３５　　　　コート層
３６　　　　マウントベース
３７−１〜３７−６　　反射部エレメント
３８−１〜３８−６
３９−１〜３９−６
４０　　　　ボルト
４１　　　　入射波
４２　　　　分散反射波
４３　　　　照射点
４３ａ　　　反射部
２００　　　マイクロ波誘電加熱装置
２０１　　　加熱室
２０１ａ，２０１ｂ　　加熱室の左右の側壁
２０２ａ〜２０２ｃ　　マイクロ波発生源
２０３ａ〜２０３ｃ　　導波管
２０４　　　コンベアベルト
２０５　　　前部ローラコンベア
２０６　　　後部ローラコンベア
２０７　　　前部駆動ローラ
２０８　　　後部駆動ローラ
２０９，２１０　　排気用ダクト
２１１　　　前部ローラコンベア
２１２　　　後部ローラコンベア
２１３　　　前部シール部材
２１３ａ　　筒状のベース部材
２１４　　　後部シール部材
２１５　　　加熱対象物
２１６　　　上部シール板
２１７　　　下部シール板
２１８　　　上部シール板
２１９　　　下部シール板
２２０　　　第１のマイクロ波吸収構造体
２２１　　　第２のマイクロ波吸収構造体
２２２　　　第３のマイクロ波吸収構造体
２２２ａ　　マイクロ波吸収混合物
２２３　　　断面矩形の溝
２２３ａ，２２３ｃ　　壁面
２２３ｂ　　底面
２２４　　　Ｖ溝
２２４ａ　　斜面
２２４ｂ　　斜面
２２５　　　断面矩形の溝
２２５ａ，２２５ｂ　　垂直壁面
２２５ｃ　　底面
２３０　　　ネオンランプ
【図１】
2004071520.tif 000006
【図２】
2004071520.tif 000007
【図３】
2004071520.tif 000008
【図４】
2004071520.tif 000009
【図５】
2004071520.tif 000010
【図６】
2004071520.tif 000011
【図７】
2004071520.tif 000012
【図８】
2004071520.tif 000013
【図９】
2004071520.tif 000014
【図１０】
2004071520.tif 000015
【図１１】
2004071520.tif 000016
【図１２】
2004071520.tif 000017
【図１３】
2004071520.tif 000018
【図１４】
2004071520.tif 000019
【図１５】
2004071520.tif 000020
【図１６】
2004071520.tif 000021
【図１７】
2004071520.tif 000022
【図１８】
2004071520.tif 000023
【図１９】
2004071520.tif 000024
【図２０】
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