(57)【要約】【課題】マイクロ波の出力を連続的に変化させて制御することができ、かつ簡易な構造で安価に製造可能なマイクロ波発振装置を提供する。【解決手段】交流電源（１５）に接続される入力端子（９）と、前記入力端子（９）から入力された交流電流（ＡＣ）を直流電流（ＤＣ）に変換する整流回路（１７）を含む電力供給制御ユニット（５）と、前記電力供給制御ユニット（５）からの直流電流（ＤＣ）により駆動されてマイクロ波を生成するマグネトロン（３）とを備えるマイクロ波発振装置（１）において、前記入力端子（９）と前記電力供給制御ユニット（５）との間に変圧器（７）を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続される入力端子と、
前記入力端子から入力された交流電流を直流電流に変換する整流回路を含む電力供給制御ユニットと、
前記電力供給制御ユニットからの直流電流により駆動されてマイクロ波を生成するマグネトロンと、
前記入力端子と前記電力供給制御ユニットとの間に設けられた変圧器と、
を備えるマイクロ波発振装置。
【請求項２】
請求項１において、前記変圧器が単巻変圧器であるマイクロ波発振装置。
【請求項３】
請求項１または２において、さらに、前記マグネトロンから照射されたマイクロ波を伝送する導波管を備えるマイクロ波発振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力を容易に制御可能な、簡易な構造のマイクロ波発振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロ波を加熱媒体として、化学反応実験や、合成繊維の乾燥工程に利用することが提案されており（例えば、特許文献１）、特に、このような用途におけるマイクロ波の発振源として、家庭用の電子レンジに搭載されたマグネトロンを使用することが提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０３１５６３号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、家庭用電子レンジでは、マグネトロンの駆動ユニットに設けられたスイッチング素子を断続的に開閉させることにより、マグネトロンからマイクロ波をパルス状に出力させ、スイッチング素子の開閉動作を制御してパルス周期を変化させることにより、パルス状に出力されたマイクロ波の平均出力として、マイクロ波出力を変化させている。したがって、電子レンジのマグネトロンから照射されるマイクロ波は、瞬間的にはきわめて大きなエネルギーで出力されており、しかも、マイクロ波の出力を連続的に変化させることができないため、化学反応に用いた場合には良好な再現性が得られず、合成繊維の乾燥に用いた場合には乾燥条件の調整が困難であるという問題があった。また、特に家庭用電子レンジで解凍を試みると、温度調整が極めて困難であった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、マイクロ波の出力を連続的に変化させて制御することができ、かつ簡易な構造で安価に製造可能なマイクロ波発振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した目的を達成するために、本発明に係るマイクロ波発振装置は、交流電源に接続される入力端子と、前記入力端子から入力された交流電流を直流電流に変換する整流回路を含む電力供給制御ユニットと、前記電力供給制御ユニットからの直流電流により駆動されてマイクロ波を生成するマグネトロンと、前記入力端子と前記電力供給制御ユニットとの間に設けられた変圧器とを備えている。前記変圧器としては、例えば、単巻変圧器を使用することができる。
【０００７】
この構成によれば、電力供給制御ユニットの上流側に変圧器を設けることによって、家庭用電子レンジのような安価な電子レンジを使用しながらも電力供給ユニットを介してマグネトロンに入力される電圧値を連続的に変化させることが可能となる。これにより、マグネトロンから出力されるマイクロ波のエネルギーを連続的に変化させることができるので、化学反応物質や解凍物質のような照射対象に、瞬間的に極めて大きな出力のマイクロ波が照射されることを回避して、用途に応じた適切な出力のマイクロ波照射を行うことが可能になる。
【０００８】
本発明の一実施形態に係るマイクロ波発振装置において、さらに、前記マグネトロンから照射されたマイクロ波を伝送する導波管を備えていてもよい。この構成によれば、導波管によって高出力のマイクロ波を高効率に伝送することができるので、照射対象物にマイクロ波が照射される領域を電子レンジの照射室に限定することなく、照射対象物に対して効率的にマイクロ波を照射することができる。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明に係るマイクロ波発振装置によれば、安価な電子レンジを利用しながら、マイクロ波の出力を連続的に変化させて制御することができ、照射対象に瞬間的に極めて大きな出力のマイクロ波が照射されることを回避して、用途に応じた適切なマイクロ波照射を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマイクロ波発振装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るマイクロ波発振装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２のマイクロ波発振装置によるマイクロ波出力制御の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロ波発振装置１の概略構成を示すブロック図である。このマイクロ波発振装置１は、家庭用の電子レンジとして設計されたものに改良を加えて作製されており、マグネトロン３、電力供給制御ユニット５、変圧器７、入力端子９を主要な構成要素として備えている。マグネトロン３および電力供給制御ユニット５は、マイクロ波の照射対象を収容する照射室１１を備える装置本体１３内に装着されている。
【００１３】
入力端子９は、交流電源１５に接続されて交流電源１５から交流電流ＡＣが入力され、これをマイクロ波発振装置１に供給する。本実施形態では、交流電源１５として家庭用１００Ｖ／５０Ｈｚ（または６０Ｈｚ）交流電源を用いている。電力供給制御ユニット５は、整流回路１７を備えており、この整流回路１７によって交流電流ＡＣが直流電流ＤＣに変換される。なお、図示していないが、整流回路１７の下流側に平滑回路を設けることが好ましい。
【００１４】
マグネトロン３は、電力供給制御ユニット５から供給される直流電流ＤＣにより駆動されて、マイクロ波を出力する。本実施形態では家庭用電子レンジに使用される、周波数２．４５ＧＨｚのマグネトロンを使用している。前記電力供給制御ユニット５には、トランジスタのようなスイッチング素子１９が設けられており、このスイッチング素子１９を断続的に開閉させることにより、マグネトロン３からマイクロ波をパルス状に出力させることができる。スイッチング素子１９の開閉動作を制御することにより、パルス状に出力されるマイクロ波の平均エネルギーとして、マイクロ波出力を変化させることが可能である。
【００１５】
電力供給制御ユニット５の上流側には、変圧器７が設けられており、この変圧器７と電力供給制御ユニット５との間には、電圧計２１および電流計２３が接続されている。本実施形態における変圧器７としては、交流電圧を簡易な構造で連続的に変圧することができる安価な単巻変圧器を使用しているが、交流電圧を連続的に変圧することができるものであればこれに限らず使用することができる。
【００１６】
本実施形態に係るマイクロ波発振装置１によれば、電力供給制御ユニット５の上流側に変圧器７を設けたことによって、安価な電子レンジを使用しながらも電力供給制御ユニット５を介してマグネトロン３に入力される電圧値を連続的に変化させることが可能となる。これにより、マグネトロン３から出力されるマイクロ波の、例えば波高値を変化させて、エネルギーを連続的に変化させることができるので、化学反応物質のような照射対象に、瞬間的に極めて大きな出力のマイクロ波が照射されることを回避して、用途に応じた適切なマイクロ波照射を行うことが可能になる。これに対し、従来の家庭用電子レンジは、マイクロ波の発生間隔を変化させることにより出力を変化させているので、出力の大小にかかわらずマイクロ波の波高値、つまり瞬間的な出力はほぼ同一である。
【００１７】
図２に、本発明の第２実施形態に係るマイクロ波発振装置１の概略構成を示す。このマイクロ波発振装置１は、マグネトロン３からのマイクロ波が照射される照射室１１に導波管３１の一端部が接続されている。そのほかの構成は図１に示した第１実施形態と同様である。この導波管３１によって引き出されたマイクロ波は、導波管３１内に形成された第１の追加照射室３３において、または、導波管３１の他端部に接続された第２の追加照射室３５において照射対象物に照射される。なお、第２追加照射室３５は省略してもよい。
【００１８】
図３に、変圧器７を用いて電力供給制御ユニット５に入力される交流電圧を変化させたときの、マグネトロン３から照射され導波管３１に導かれたマイクロ波の出力を標準のパワーモニターによって計測した結果をグラフにして示す。同図に示されるように、マイクロ波発振装置１に変圧器７を設けたことにより、変圧器７で変換された交流の入力電圧に対して、マグネトロン３からの出力を極めて連続的に制御できることが確認された。なお、このような結果が、導波管を備えない図１に示した第１実施形態においても得られることは明らかである。
【００１９】
このように、マイクロ波発振装置１に図２の導波管３１を設けたことにより、高出力のマイクロ波を高効率に伝送することができるので、マイクロ波が照射される照射領域を電子レンジの照射室１１に限定することなく、照射対象物に対して効率的にマイクロ波を照射することができる。
【００２０】
なお、本発明は、図１，２に示した実施例に限らず、電子レンジを応用して構成したあらゆるタイプのマイクロ波発振装置に適用することができる。
【００２１】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００２２】
１  マイクロ波発振装置
３  マグネトロン
５  電力供給制御ユニット
７  変圧器
９  入力端子
３１  導波管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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