(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波管（１０，１０Ｄ）と、２つのマイクロ波発射モジュール（２０）と、搬送モジュール（３０）を備え、
該導波管（１０，１０Ｄ）は、進行波経路を形成するとともに、少なくとも１つの加熱区間（１１）と、少なくとも１つの搬送開口対（１３）と、少なくとも１つの導波板対（１４，１４Ｄ）を有し、
前記少なくとも１つの加熱区間（１１）は、前開口壁（１１１）と、該前開口壁（１１１）とともに搬送方向に間隔を置いて設けられた後ろ開口壁（１１２）と、該前開口壁（１１１）及び該後ろ開口壁（１１２）に接続される頂壁（１１３）と、該前開口壁（１１１）及び該後ろ開口壁（１１２）に接続されるとともに、該頂壁（１１３）と対向するように設けられた底壁（１１４）を有し、
前記少なくとも１つの搬送開口対（１３）は、前記少なくとも１つの加熱区間（１１）の前開口壁（１１１）と後ろ開口壁（１１２）にそれぞれ形成された２つの搬送開口（１３１，１３１Ｂ，１３１Ｃ，１３１Ｄ）を有し、
前記少なくとも１つの導波板対（１４，１４Ｄ）は、前記少なくとも１つの加熱区間（１１）内に設けられるとともに、前記進行波経路における位置が、前記少なくとも１つの搬送開口対（１３）の該進行波経路における位置に対応し、さらに、該少なくとも１つの加熱区間（１１）の頂壁（１１３）及び底壁（１１４）にそれぞれ接続されるとともに該進行波経路に沿って延びる、いずれもアルミナセラミック、窒化アルミニウムセラミック、又は窒化ホウ素セラミック製作された２つの導波板（１４１、１４１Ａ、１４１Ｂ、１４１Ｃ、１４１Ｄ）を備え、
前記２つのマイクロ波発射モジュール（２０）は、それぞれ、前記導波管の進行波経路に沿って対向する両端に設けられ、
前記搬送モジュール（３０）は、前記導波管（１０，１０Ｄ）の少なくとも１つの搬送開口対（１３）を前記搬送方向（Ｄ）に貫通している
ことを特徴とする、マイクロ波加熱装置。
【請求項２】
前記導波管の各搬送開口は、頂部側周縁と底部側周縁を有し、該頂部側周縁と該底部側周縁との距離は、該搬送開口の開口幅と定義され、該各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端の開口幅がいずれも縮小する
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】
前記導波管の各搬送開口は、中心線を有するとともに、該各搬送開口の頂部側周縁及び底部側周縁は、それぞれ、該中心線の両側に形成され、
前記各搬送開口の頂部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる頂部本体部と、それぞれ該頂部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１上直線部を有し、
前記各搬送開口の底部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる底部本体部と、それぞれ該底部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１下直線部を有し、
前記各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記第１上直線部と前記第１下直線部が、それぞれ、前記中心線に向かって延びるとともに、該第１上直線部と該第１下直線部の末端同士が接続される
ことを特徴とする、請求項２に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
前記各搬送開口の頂部側周縁は、該搬送開口の対向する両端において、それぞれ、対応する前記第１上直線部と前記頂部本体部との間に位置する第２上直線部がさらに形成され、
前記各搬送開口の底部側周縁は、該搬送開口の対向する両端において、それぞれ、対応する前記第１下直線部と前記底部本体部との間に位置する第２下直線部がさらに形成され、
前記第１上直線部と前記中心線との夾角は、前記第２上直線部の延伸線と該中心線との夾角よりも大きく、
前記第１下直線部と前記中心線との夾角は、前記第２下直線部の延伸線と該中心線との夾角よりも大きい
ことを特徴とする、請求項３に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
前記導波管の各搬送開口は、それぞれ中心線を有するとともに、該各搬送開口の頂部側周縁及び底部側周縁は、それぞれ、該中心線の両側に形成され、
前記各搬送開口の頂部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる頂部本体部と、それぞれ該頂部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１上円弧線部を有し、
前記各搬送開口の底部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる底部本体部と、それぞれ該底部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１下円弧線部を有し、
前記各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記第１上円弧線部と前記第１下円弧線部が、それぞれ、前記中心線に向かって延びるとともに、該第１上円弧線部と該第１下円弧線部の末端同士が接続される
ことを特徴とする、請求項２に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
前記導波管の各搬送開口は、それぞれ中心線を有するとともに、該各搬送開口の頂部側周縁及び底部側周縁は、それぞれ、該中心線の両側に形成され、
前記各搬送開口の頂部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる頂部本体部と、それぞれ該頂部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの上段差部を有し、
前記各搬送開口の底部側周縁が、前記頂部本体部に対応して設けられた底部本体部と、それぞれ該底部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの下段差部を有し、
前記各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記上段差部と前記下段差部が、それぞれ、前記中心線に向かって延びるとともに、該上段差部と該下段差部の末端同士が接続される
ことを特徴とする、請求項２に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの導波板対の各導波板の対向する両端の板の厚みが減少する
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】
前記各導波板の前記導波管に接続される側に、前記進行波経路に沿って伸びる密着平面を有し、該導波板の他方側に、該進行波経路に沿って伸びるとともに、該進行波経路における長さが該密着平面の該進行波経路における長さよりも短い本体面と、それぞれ該本体面の該進行波経路に沿って対向する両側に位置し、それぞれ該本体面の対向する両側から該密着平面まで延びることによって該導波板の該進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの第１斜面を有する
ことを特徴とする、請求項７に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項９】
前記各導波板が２つの第２斜面をさらに有し、該各第２斜面は、前記第１斜面のうちの１つと前記本体面との間に位置し、
前記密着平面に対する前記各導波板の第２斜面の傾斜度は、該密着平面に対する前記第１斜面の傾斜度よりも小さい
ことを特徴とする、請求項８に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１０】
前記各導波板の前記導波管に接続される側に、前記進行波経路に沿って伸びる密着平面を有し、該導波板の他方側に、該進行波経路に沿って伸びるとともに、該進行波経路に沿った長さが該密着平面の該進行波経路に沿った長さよりも短い本体面と、それぞれ該本体面の該進行波経路に沿って対向する両側に位置し、それぞれ該本体面の対向する両側から該密着平面まで延びることによって該導波板の該進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの円弧面を有する
ことを特徴とする、請求項７に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１１】
前記各導波板の前記導波管に接続される側に、前記進行波経路に沿って伸びる密着平面を有し、該導波板の他方側に、該進行波経路に沿って伸びるとともに、該進行波経路における長さが該密着平面の該進行波経路における長さよりも短い本体面と、それぞれ該本体面の該進行波経路に沿って対向する両側に位置し、それぞれ該本体面の対向する両側から該密着平面まで延びることによって該導波板の該進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの段差面を有する
ことを特徴とする、請求項７に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１２】
前記導波管の内部空間に連通するとともに、外側が加熱層に覆われている抽気モジュールをさらに有する
ことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１３】
前記抽気モジュールが、集水タンクを有する
ことを特徴とする、請求項１２に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１４】
少なくとも１つのマイクロ波隔離モジュールをさらに有し、該マイクロ波隔離モジュールは、ベース体と複数のマイクロ波抑制部材を有し、
前記ベース体は、前記導波管に接続され、且つ、前記搬送モジュールの外側を取り囲むとともに該導波管の搬送開口のうちの１つに連通する通路を形成し、
前記複数のマイクロ波抑制部材は、前記ベース体の外側面に穿設され、管体であり、且つ該マイクロ波抑制部材の両端は、それぞれ、該ベース体の外に突出する開放端と、前記通路内に位置する閉鎖端となっている
ことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの導波板対の２つの導波板間におけるマイクロ波電界方向が、前記搬送方向に平行である
ことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１６】
少なくとも１つの加熱区間（１１）と、少なくとも１つの搬送開口対（１３）と、少なくとも１つの導波板対（１４，１４Ｄ）を有し、
前記少なくとも１つの加熱区間（１１）は、前開口壁（１１１）と、該前開口壁（１１１）とともに搬送方向（Ｄ）に間隔を置いて設けられた後ろ開口壁（１１２）と、該前開口壁（１１１）及び該後ろ開口壁（１１２）に接続される頂壁（１１３）と、該前開口壁（１１１）及び該後ろ開口壁（１１２）に接続されるとともに、該頂壁（１１３）と対向するように設けられた底壁（１１４）を有し、
前記少なくとも１つの搬送開口対（１３）は、進行波経路に沿って伸びる細長い２つの搬送開口（１３１，１３１Ｂ，１３１Ｃ，１３１Ｄ）を有し、該２つの搬送開口（１３１，１３１Ｂ，１３１Ｃ，１３１Ｄ）は、前記少なくとも１つの加熱区間（１１）の前開口壁（１１１）と後ろ開口壁（１１２）にそれぞれ形成され、
前記少なくとも１つの導波板対（１４，１４Ｄ）は、導波管（１０，１０Ｄ）内に設けられるとともに、該導波管（１０，１０Ｄ）の長手方向における位置が、前記少なくとも１つの搬送開口対（１３）の、該導波管（１０，１０Ｄ）の長手方向における位置に対応し、さらに、前記少なくとも１つの加熱区間（１１）の頂壁（１１３）及び底壁（１１４）に接続されるとともに前記進行波経路に沿って延びる、いずれもアルミナセラミック、窒化アルミニウムセラミック、又は窒化ホウ素セラミックで製作された２つの導波板（１４１、１４１Ａ、１４１Ｂ、１４１Ｃ、１４１Ｄ）を有する
ことを特徴とする、マイクロ波加熱装置の導波管。
【請求項１７】
前記導波管の各搬送開口は、頂部側周縁と底部側周縁を有し、該頂部側周縁と該底部側周縁との距離は、該搬送開口の開口幅と定義され、該各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端の開口幅がいずれも縮小する
ことを特徴とする、請求項１６に記載のマイクロ波加熱装置の導波管。
【請求項１８】
前記導波管の各搬送開口は、中心線を有するとともに、該各搬送開口の頂部側周縁及び底部側周縁は、それぞれ、該中心線の両側に形成され、
前記各搬送開口の頂部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる頂部本体部と、それぞれ該頂部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１上直線部を有し、
前記各搬送開口の底部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる底部本体部と、それぞれ該底部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１下直線部を有し、
前記各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記第１上直線部と前記第１下直線部が、それぞれ、前記中心線に向かって延びるとともに、該第１上直線部と該第１下直線部の末端同士が接続される
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の導波管。
【請求項１９】
前記各搬送開口の頂部側周縁は、該搬送開口の対向する両端において、それぞれ、対応する前記第１上直線部と前記頂部本体部との間に位置する第２上直線部がさらに形成され、
前記各搬送開口の底部側周縁は、該搬送開口の対向する両端において、それぞれ、対応する前記第１下直線部と前記底部本体部との間に位置する第２下直線部がさらに形成され、
前記第１上直線部と前記中心線との夾角は、前記第２上直線部の延伸線と該中心線との夾角よりも大きく、
前記第１下直線部と前記中心線との夾角は、前記第２下直線部の延伸線と該中心線との夾角よりも大きい
ことを特徴とする、請求項１８に記載のマイクロ波加熱装置の導波管。
【請求項２０】
前記導波管の各搬送開口は、それぞれ中心線を有するとともに、該各搬送開口の頂部側周縁及び底部側周縁は、それぞれ、該中心線の両側に形成され、
前記各搬送開口の頂部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる頂部本体部と、それぞれ該頂部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１上円弧線部を有し、
前記各搬送開口の底部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる底部本体部と、それぞれ該底部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１下円弧線部を有し、
前記各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記第１上円弧線部と前記第１下円弧線部が、それぞれ、前記中心線に向かって延びるとともに、該第１上円弧線部と該第１下円弧線部の末端同士が接続される
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の導波管。
【請求項２１】
前記導波管の各搬送開口は、それぞれ中心線を有するとともに、該各搬送開口の頂部側周縁及び底部側周縁は、それぞれ、該中心線の両側に形成され、
前記各搬送開口の頂部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる頂部本体部と、それぞれ該頂部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの上段差部を有し、
前記各搬送開口の底部側周縁が、前記頂部本体部に対応して設けられた底部本体部と、それぞれ該底部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの下段差部を有し、
前記各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記上段差部と前記下段差部が、それぞれ、前記中心線に向かって延びるとともに、該上段差部と該下段差部の末端同士が接続される
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の導波管。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの導波板対の各導波板の対向する両端の板の厚みが減少する
ことを特徴とする、請求項１６に記載のマイクロ波加熱装置の導波管。
【請求項２３】
前記各導波板の前記導波管に接続される側に、前記進行波経路に沿って伸びる密着平面を有し、該導波板の他方側に、該進行波経路に沿って伸びるとともに、該進行波経路における長さが該密着平面の該進行波経路における長さよりも短い本体面と、それぞれ該本体面の該進行波経路に沿って対向する両側に位置し、それぞれ該本体面の対向する両側から前記密着平面まで延びることによって該導波板の該進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの第１斜面を有する
ことを特徴とする、請求項２２に記載のマイクロ波加熱装置の導波管。
【請求項２４】
前記各導波板が２つの第２斜面をさらに有し、該各第２斜面は、前記第１斜面のうちの１つと前記本体面との間に位置し、
前記密着平面に対する前記各導波板の第２斜面の傾斜度は、該密着平面に対する前記第１斜面の傾斜度よりも小さい
ことを特徴とする、請求項２３に記載のマイクロ波加熱装置の導波管。
【請求項２５】
前記各導波板の前記導波管に接続される側に、前記進行波経路に沿って伸びる密着平面を有し、該導波板の他方側に、該進行波経路に沿って伸びるとともに、該進行波経路に沿った長さが該密着平面の該進行波経路に沿った長さよりも短い本体面と、それぞれ該本体面の該進行波経路に沿って対向する両側に位置し、それぞれ該本体面の対向する両側から該密着平面まで延びることによって該導波板の該進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの円弧面を有する
ことを特徴とする、請求項２２に記載のマイクロ波加熱装置の導波管。
【請求項２６】
前記各導波板の前記導波管に接続される側に、前記進行波経路に沿って伸びる密着平面を有し、該導波板の他方側に、該進行波経路に沿って伸びるとともに、該進行波経路における長さが該密着平面の該進行波経路における長さよりも短い本体面と、それぞれ該本体面の該進行波経路に沿って対向する両側に位置し、それぞれ該本体面の対向する両側から該密着平面まで延びることによって該導波板の該進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの段差面を有する
ことを特徴とする、請求項２２に記載のマイクロ波加熱装置の導波管。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの導波板対の２つの導波板間におけるマイクロ波電界方向が、前記搬送方向に平行である
ことを特徴とする、請求項１７から２６のいずれか一項に記載のマイクロ波加熱装置の導波管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波を利用して加熱を行う装置に関するものであり、特に高マイクロ波吸収材及び低マイクロ波吸収材のいずれも均一に加熱することができるマイクロ波加熱装置の導波管及びマイクロ波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術におけるマイクロ波加熱装置は、主に次の３つに分類することができる。
【０００３】
１．密閉式共振チャンバ。この密閉式共振チャンバの原理は、密閉された共振チャンバ内で被加熱物を移動又は回転させることにより、共振チャンバ内のマイクロ波のホットスポットとコールドスポットに起因する被加熱物の加熱ムラを低減するものである。
【０００４】
２．開放式共振チャンバ。この開放式共振チャンバの原理は、密閉式共振チャンバと似ており、被加熱物を連続して流す方法でチャンバ内の定在波ホットスポットを通過させ、被加熱物をイオン化させるものであり、主に光源の生成（例えば硫黄ランプ）や廃棄物処理に使用される。
【０００５】
３．進行波式加熱器。この進行波式加熱器の原理は、被加熱物をマイクロ波伝送路に沿って進行波で加熱し、それによって定在波のホットスポットとコールドスポットに起因する加熱ムラを防ぐものである。
【０００６】
密閉式共振チャンバ及び開放式共振チャンバは、定在波を利用して被加熱物を加熱しているが、定在波は空間において顕著なホットスポット及びコールドスポットを形成し、加熱物を均一に加熱することができない。従って、実際には、例えば木材の脱水やたばこの乾燥等といった、低単価の市場でしか使用できない。
【０００７】
進行波加熱器は、目立ったホットスポット及びコールドスポットが形成されないため、被加熱物が低マイクロ波吸収材である場合、進行波ヒータは被加熱物に対して均一な加熱を行うことができる。しかし、被加熱物が高マイクロ波吸収材である場合には、マイクロ波エネルギーが、加熱源に近い被加熱物に急速に吸収されるため、加熱源から遠い被加熱物が十分に加熱されず、被加熱物が均一に加熱されない。
【０００８】
従って、従来技術におけるマイクロ波加熱装置には改良の余地があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の従来技術における欠点と不足に鑑み、高マイクロ波吸収材を均一に加熱することができるマイクロ波加熱装置の導波管および該導波管を備えたマイクロ波加熱装置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】
【００１０】
上記の発明の目的を達成するため、本発明が用いる技術手段は、マイクロ波加熱装置に関するものであり、
該マイクロ波加熱装置は、導波管と、２つのマイクロ波発射モジュールと、搬送モジュールを備え、
該導波管は、進行波経路を形成するとともに、少なくとも１つの加熱区間と、少なくとも１つの搬送開口対と、少なくとも１つの導波板対を有し、
前記少なくとも１つの加熱区間は、前開口壁と、該前開口壁とともに搬送方向に間隔を置いて設けられた後ろ開口壁と、該前開口壁及び該後ろ開口壁に接続される頂壁と、該前開口壁及び該後ろ開口壁に接続されるとともに、該頂壁と対向するように設けられた底壁を有し、
前記少なくとも１つの搬送開口対は、前記少なくとも１つの加熱区間の前開口壁と後ろ開口壁にそれぞれ形成された２つの搬送開口を有し、
前記少なくとも１つの導波板対は、前記少なくとも１つの加熱区間内に設けられるとともに、前記進行波経路における位置が、前記少なくとも１つの搬送開口対の該進行波経路における位置に対応し、さらに、該少なくとも１つの加熱区間の頂壁及び底壁にそれぞれ接続されるとともに該進行波経路に沿って延びる、いずれもアルミナセラミック、窒化アルミニウムセラミック、又は窒化ホウ素セラミックで製作された２つの導波板を備え、
前記２つのマイクロ波発射モジュールは、それぞれ、前記導波管の進行波経路に沿って対向する両端に設けられ、
前記搬送モジュールは、前記導波管の少なくとも１つの搬送開口対を前記搬送方向に貫通している。
【００１１】
上記の発明の目的を達成するために、本発明は、さらにマイクロ波加熱装置の導波管を提供し、該マイクロ波加熱装置の導波管は、
少なくとも１つの加熱区間と、少なくとも１つの搬送開口対と、少なくとも１つの導波板対を有し、
前記少なくとも１つの加熱区間は、前開口壁と、該前開口壁とともに搬送方向に間隔を置いて設けられた後ろ開口壁と、該前開口壁及び該後ろ開口壁に接続される頂壁と、該前開口壁及び該後ろ開口壁に接続されるとともに、該頂壁と対向するように設けられた底壁を有し、
前記少なくとも１つの搬送開口対は、進行波経路に沿って伸びる細長い２つの搬送開口を有し、該２つの搬送開口は、前記少なくとも１つの加熱区間の前開口壁と後ろ開口壁にそれぞれ形成され、
前記少なくとも１つの導波板対は、導波管内に設けられるとともに、該導波管の長手方向における位置が、前記少なくとも１つの搬送開口対の、該導波管の長手方向における位置に対応し、さらに、前記少なくとも１つの加熱区間の頂壁及び底壁に接続されるとともに前記進行波経路に沿って延びる、いずれもアルミナセラミック、窒化アルミニウムセラミック、又は窒化ホウ素セラミックで製作された２つの導波板を有する。
【００１２】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、前記導波管の各搬送開口が、頂部側周縁と底部側周縁を有し、該頂部側周縁と該底部側周縁との距離は、該搬送開口の開口幅と定義され、該各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端の開口幅がいずれも縮小する。
【００１３】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、前記導波管の各搬送開口が、中心線を有するとともに、該各搬送開口の頂部側周縁及び底部側周縁は、それぞれ、該中心線の両側に形成され、前記各搬送開口の頂部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる頂部本体部と、それぞれ該頂部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１上直線部を有し、前記各搬送開口の底部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる底部本体部と、それぞれ該底部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１下直線部を有し、前記各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記第１上直線部と前記第１下直線部が、それぞれ、前記中心線に向かって延びるとともに、該第１上直線部と該第１下直線部の末端同士が接続される。
【００１４】
さらに、前記マイクロ波加熱装置では、前記各搬送開口の頂部側周縁は、該搬送開口の対向する両端において、それぞれ、対応する前記第１上直線部と前記頂部本体部との間に位置する第２上直線部がさらに形成され、前記各搬送開口の底部側周縁は、該搬送開口の対向する両端において、それぞれ、対応する前記第１下直線部と前記底部本体部との間に位置する第２下直線部がさらに形成され、前記第１上直線部と前記中心線との夾角は、前記第２上直線部の延伸線と該中心線との夾角よりも大きく、前記第１下直線部と前記中心線との夾角は、前記第２下直線部の延伸線と該中心線との夾角よりも大きい。
【００１５】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、前記導波管の各搬送開口が、それぞれ中心線を有するとともに、該各搬送開口の頂部側周縁及び底部側周縁は、それぞれ、該中心線の両側に形成され、前記各搬送開口の頂部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる頂部本体部と、それぞれ該頂部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１上円弧線部を有し、前記各搬送開口の底部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる底部本体部と、それぞれ該底部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１下円弧線部を有し、前記各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記第１上円弧線部と前記第１下円弧線部が、それぞれ、前記中心線に向かって延びるとともに、該第１上円弧線部と該第１下円弧線部の末端同士が接続される。
【００１６】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、前記導波管の各搬送開口が、それぞれ中心線を有するとともに、該各搬送開口の頂部側周縁及び底部側周縁は、それぞれ、該中心線の両側に形成され、前記各搬送開口の頂部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる頂部本体部と、それぞれ該頂部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの上段差部を有し、前記各搬送開口の底部側周縁が、前記頂部本体部に対応して設けられた底部本体部と、それぞれ該底部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの下段差部を有し、前記各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記上段差部と前記下段差部が、それぞれ、前記中心線に向かって延びるとともに、該上段差部と該下段差部の末端同士が接続される。
【００１７】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、前記少なくとも１つの導波板対の各導波板の対向する両端の板の厚みが減少する。
【００１８】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、前記各導波板の前記導波管に接続される側に、前記進行波経路に沿って伸びる密着平面を有し、該導波板の他方側に、該進行波経路に沿って伸びるとともに、該進行波経路における長さが該密着平面の該進行波経路における長さよりも短い本体面と、それぞれ該本体面の該進行波経路に沿って対向する両側に位置し、それぞれ該本体面の対向する両側から該密着平面まで延びることによって該導波板の該進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの第１斜面を有する。
【００１９】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、前記各導波板が２つの第２斜面をさらに有し、該各第２斜面は、前記第１斜面のうちの１つと前記本体面との間に位置し、前記密着平面に対する前記各導波板の第２斜面の傾斜度は、該密着平面に対する前記第１斜面の傾斜度よりも小さい。
【００２０】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、前記各導波板の前記導波管に接続される側に、前記進行波経路に沿って伸びる密着平面を有し、該導波板の他方側に、該進行波経路に沿って伸びるとともに、該進行波経路に沿った長さが該密着平面の該進行波経路に沿った長さよりも短い本体面と、それぞれ該本体面の該進行波経路に沿って対向する両側に位置し、それぞれ該本体面の対向する両側から該密着平面まで延びることによって該導波板の該進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの円弧面を有する。
【００２１】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、前記各導波板の前記導波管に接続される側に、前記進行波経路に沿って伸びる密着平面を有し、該導波板の他方側に、該進行波経路に沿って伸びるとともに、該進行波経路における長さが該密着平面の該進行波経路における長さよりも短い本体面と、それぞれ該本体面の該進行波経路に沿って対向する両側に位置し、それぞれ該本体面の対向する両側から該密着平面まで延びることによって該導波板の該進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの段差面を有する。
【００２２】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、前記導波管の内部空間に連通するとともに、外側が加熱層に覆われている抽気モジュールをさらに有する。
【００２３】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、前記抽気モジュールが、集水タンクを有する。
【００２４】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、少なくとも１つのマイクロ波隔離モジュールをさらに有し、該マイクロ波隔離モジュールは、ベース体と複数のマイクロ波抑制部材を有し、前記ベース体は、前記導波管に接続され、且つ、前記搬送モジュールの外側を取り囲むとともに該導波管の搬送開口のうちの１つに連通する通路を形成し、前記複数のマイクロ波抑制部材は、前記ベース体の外側面に穿設され、管体であり、且つ該マイクロ波抑制部材の両端は、それぞれ、該ベース体の外に突出する開放端と、前記通路内に位置する閉鎖端となっている。
【００２５】
さらに、前記マイクロ波加熱装置は、前記少なくとも１つの導波板対の２つの導波板間におけるマイクロ波電界方向が、前記搬送方向に平行である。
【００２６】
さらに、前記マイクロ波加熱装置の導波管は、前記導波管の各搬送開口が、頂部側周縁と底部側周縁を有し、該頂部側周縁と該底部側周縁との距離は、該搬送開口の開口幅と定義され、該各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端の開口幅がいずれも縮小する。
【００２７】
さらに、前記マイクロ波加熱装置の導波管は、前記導波管の各搬送開口が、中心線を有するとともに、該各搬送開口の頂部側周縁及び底部側周縁は、それぞれ、該中心線の両側に形成され、前記各搬送開口の頂部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる頂部本体部と、それぞれ該頂部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１上直線部を有し、前記各搬送開口の底部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる底部本体部と、それぞれ該底部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１下直線部を有し、前記各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記第１上直線部と前記第１下直線部が、それぞれ、前記中心線に向かって延びるとともに、該第１上直線部と該第１下直線部の末端同士が接続される。
【００２８】
さらに、前記マイクロ波加熱装置の導波管では、前記各搬送開口の頂部側周縁は、該搬送開口の対向する両端において、それぞれ、対応する前記第１上直線部と前記頂部本体部との間に位置する第２上直線部がさらに形成され、前記各搬送開口の底部側周縁は、該搬送開口の対向する両端において、それぞれ、対応する前記第１下直線部と前記底部本体部との間に位置する第２下直線部がさらに形成され、前記第１上直線部と前記中心線との夾角は、前記第２上直線部の延伸線と該中心線との夾角よりも大きく、前記第１下直線部と前記中心線との夾角は、前記第２下直線部の延伸線と該中心線との夾角よりも大きい。
【００２９】
さらに、前記マイクロ波加熱装置の導波管は、前記導波管の各搬送開口が、それぞれ中心線を有するとともに、該各搬送開口の頂部側周縁及び底部側周縁は、それぞれ、該中心線の両側に形成され、前記各搬送開口の頂部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる頂部本体部と、それぞれ該頂部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１上円弧線部を有し、前記各搬送開口の底部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる底部本体部と、それぞれ該底部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの第１下円弧線部を有し、前記各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記第１上円弧線部と前記第１下円弧線部が、それぞれ、前記中心線に向かって延びるとともに、該第１上円弧線部と該第１下円弧線部の末端同士が接続される。
【００３０】
さらに、前記マイクロ波加熱装置の導波管は、前記導波管の各搬送開口が、それぞれ中心線を有するとともに、該各搬送開口の頂部側周縁及び底部側周縁は、それぞれ、該中心線の両側に形成され、前記各搬送開口の頂部側周縁が、前記進行波経路に沿って延びる頂部本体部と、それぞれ該頂部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの上段差部を有し、前記各搬送開口の底部側周縁が、前記頂部本体部に対応して設けられた底部本体部と、それぞれ該底部本体部の該進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの下段差部を有し、前記各搬送開口の前記進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記上段差部と前記下段差部が、それぞれ、前記中心線に向かって延びるとともに、該上段差部と該下段差部の末端同士が接続される。
【００３１】
さらに、前記マイクロ波加熱装置の導波管は、前記少なくとも１つの導波板対の各導波板の対向する両端の板の厚みが減少する。
【００３２】
さらに、前記マイクロ波加熱装置の導波管は、前記各導波板の前記導波管に接続される側に、前記進行波経路に沿って伸びる密着平面を有し、該導波板の他方側に、該進行波経路に沿って伸びるとともに、該進行波経路における長さが該密着平面の該進行波経路における長さよりも短い本体面と、それぞれ該本体面の該進行波経路に沿って対向する両側に位置し、それぞれ該本体面の対向する両側から前記密着平面まで延びることによって該導波板の該進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの第１斜面を有する。
【００３３】
さらに、前記マイクロ波加熱装置の導波管は、前記各導波板が２つの第２斜面をさらに有し、該各第２斜面は、前記第１斜面のうちの１つと前記本体面との間に位置し、前記密着平面に対する前記各導波板の第２斜面の傾斜度は、該密着平面に対する前記第１斜面の傾斜度よりも小さい。
【００３４】
さらに、前記マイクロ波加熱装置の導波管は、前記各導波板の前記導波管に接続される側に、前記進行波経路に沿って伸びる密着平面を有し、該導波板の他方側に、該進行波経路に沿って伸びるとともに、該進行波経路に沿った長さが該密着平面の該進行波経路に沿った長さよりも短い本体面と、それぞれ該本体面の該進行波経路に沿って対向する両側に位置し、それぞれ該本体面の対向する両側から該密着平面まで延びることによって該導波板の該進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの円弧面を有する。
【００３５】
さらに、前記マイクロ波加熱装置の導波管は、前記各導波板の前記導波管に接続される側に、前記進行波経路に沿って伸びる密着平面を有し、該導波板の他方側に、該進行波経路に沿って伸びるとともに、該進行波経路における長さが該密着平面の該進行波経路における長さよりも短い本体面と、それぞれ該本体面の該進行波経路に沿って対向する両側に位置し、それぞれ該本体面の対向する両側から該密着平面まで延びることによって該導波板の該進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの段差面を有する。
【００３６】
さらに、前記マイクロ波加熱装置の導波管は、前記少なくとも１つの導波板対の２つの導波板間におけるマイクロ波電界方向が、前記搬送方向に平行である。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の優れた点は以下のとおりである。
【００３８】
第１に、被加熱物は、前記搬送モジュールによって搬送され、前記導波管に送り込まれ、該導波管内において、前記マイクロ波放射モジュールによって発射されるマイクロ波によって加熱される。本発明は、前記導波管の対向する両端に該マイクロ波発射モジュールを１つずつ設置することにより、高マイクロ波吸収材の前記該導波管内における加熱の均一度をさらに向上させる。
【００３９】
第２に、前記導波管内に誘電材質の前記導波板対を設けることにより、マイクロ波吸収特性が強い材料や、金属物を有する被加熱物を処理することができ、更には、本発明が加熱可能な材料の範囲が拡大する。よって、例えば湿気を含んだ回路基板や、金属成分を含有する各種電子製品、金属を含有する半導体ウェハ、金属ワイヤを含有するソーラーウェハ、金属部品を有する湿気を含んだ衣類といった、従来のマイクロ波加熱装置では処理できなかった高単価の被加熱物を処理することができ、本発明の価値が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態１を示す外観斜視図である。
【図２】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態１における一部部品の分解図である。
【図３】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態１における別の一部部品の分解図である。
【図４】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態１における一部部品の断面概略図である。
【図５】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態１における加熱区間の断面概略図である。
【図６】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態１における加熱区間の正面視概略図である。
【図７】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態２における加熱区間の正面視概略図である。
【図８】図７の部分拡大図である。
【図９】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態３における加熱区間の正面視概略図である。
【図１０】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態４における加熱区間の正面視概略図である。
【図１１】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態１におけるマイクロ波抑制部材の断面概略図である。
【図１２】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態５の導波管を示す外観斜視図である。
【図１３】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態５の導波管の部品分解図である。
【図１４】本発明のマイクロ波加熱装置の実施形態５の導波管の断面概略図である。
【図１５】図５の導波管におけるマイクロ波電界パターン図である。
【図１６】本発明の導波管の導波板対区間におけるモード変換インピーダンスマッチングの反射係数と周波数との関係を示すグラフである。
【図１７】本発明の導波管の導波板対区間におけるモード変換インピーダンスマッチングの透過係数と周波数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面及び本発明の好ましい実施形態を参照しながら、本発明が所期の目的を達成するために採用する技術的手段をさらに説明する。
【００４２】
図１から図４に示すように、本発明のマイクロ波加熱装置は、導波管１０、２つのマイクロ波発射モジュール２０及び搬送モジュール３０を備え、本実施形態においては、抽気モジュール４０とマイクロ波隔離モジュール５０をさらに備える。
【００４３】
本実施形態において、前記導波管１０は、複数の加熱区間１１と複数の連通区間１２が接続されることにより形成され、該加熱区間１１は、搬送方向Ｄに並列且つ順に配置され、該連通区間１２は、該加熱区間１１の間に接続される。本実施形態における前記加熱区間１１は直管であり、前記連通区間１２は曲管であり、前記導波管１０が、該加熱区間１１と該連通区間１２とによって略Ｓ字状の管体に形成されるとともに、Ｓ字形の進行波経路に形成されているが、該導波管１０は、両端の開口同士が連通する管体であればよく、例えば該導波管１０は１つの直管状の該加熱区間１１のみであってもよい
【００４４】
前記２つのマイクロ波発射モジュール２０は、それぞれ、前記導波管１０の進行波経路に沿って対向する両端に設けられ、該導波管１０は、該各マイクロ波発射モジュール２０から発射されたマイクロ波を、それぞれ進行波経路に沿って該導波管１０の一端から該導波管１０の他端に伝送する。それにより、前記導波管１０内の被加熱物（図示せず）は、前記一方のマイクロ波発射モジュール２０からの距離が異なることで各被加熱物が受ける該マイクロ波発射モジュール２０の加熱電力に差が生じても、他方の該マイクロ波発射モジュール２０とこの差を補完し合うことができるため、各被加熱物が受ける合計の加熱電力をより均一にすることができる。具体的には、被加熱材に吸収されたマイクロ波エネルギーのパーセンテージを使用効率（％）と定義し、被加熱物が前記進行波経路に沿ってマイクロ波エネルギーを吸収する最大値
0006964715.tif 000002
から最小値
0006964715.tif 000003
を減じ、平均値
0006964715.tif 000004
で除した値を均一度と定義する。即ち、均一度（％）は以下のとおりである。
【００４５】
0006964715.tif 000005
【００４６】
表１の計算結果から分かるように、使用効率が同じである場合、２つのマイクロ波発射モジュール２０を用いることで、加熱の均一度を大幅に向上させることができる。
【００４７】
表１：マイクロ波発射モジュール２０が１つの場合と２つの場合の均一度及び使用効率の関係
0006964715.tif 000006
【００４８】
本実施形態において、前記マイクロ波発射モジュール２０は、前記導波管１０に向かって周波数が２４５０メガヘルツのマイクロ波を発射し、該導波管１０の断面形状は、該周波数のマイクロ波に合わせて、電子工業会（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ａｌｌｉａｎｃｅ、ＥＩＡ）によって定義されているＷＲ３４０矩形断面を採用しており、この断面はＴＥ１０モードでマイクロ波を働かせることができるため、複雑性が低減される。但し、前記マイクロ波発射モジュール２０が発射するマイクロ波の周波数は２４５０メガヘルツに限定されない。
【００４９】
また、本実施形態における前記各マイクロ波発射モジュール２０は、マイクロ波源２１、サーキュレータ２２、方向性結合器２３及び水負荷器２４を備える。前記マイクロ波源２１及び前記方向性結合器２３は、それぞれ前記マイクロ波発射モジュール２０の両端に位置し、前記サーキュレータ２２は、該マイクロ波源２１と該方向性結合器２３とに接続され、前記水負荷器２４は、該サーキュレータ２２の一側面に接続され、該方向性結合器２３は、前記導波管１０の一端に接続される。前記サーキュレータ２２は、磁気回転現象を利用してマイクロ波が特定の方向に伝送されるよう制御し、さらに前記マイクロ波源２１を保護することが可能である。前記方向性結合器２３は、前記マイクロ波発射モジュール２０が前記導波管１０に伝送するマイクロ波電力、及び該導波管１０が該マイクロ波発射モジュール２０に伝送するマイクロ波電力を測定することができる。
【００５０】
図３、図５及び図６に示すように、前記導波管１０の各加熱区間１１には、いずれも搬送開口対１３が形成され、該各搬送開口対１３は、進行波経路に沿って延びる２つの搬送開口１３１を有し、該２つの搬送開口１３１は、それぞれ、対応する加熱区間１１の搬送方向Ｄに沿って対向する２つの側壁に形成されている。具体的には、前記導波管１０の各加熱区間１１は、前開口壁１１１、後ろ開口壁１１２、頂壁１１３及び底壁１１４を有し、該前開口壁１１１と該後ろ開口壁１１２は、搬送方向Ｄに間隔を置いて設けられ、該頂壁１１３と該底壁１１４は、いずれも該前開口壁１１１壁及び該後ろ開口壁１１２に接続されるとともに、互いに対向するように設けられ、該各加熱区間１１の搬送開口対１３の２つの搬送開口１３１は、該加熱区間１１の前開口壁１１１と後ろ開口壁１１２にそれぞれ形成されている。
【００５１】
前記搬送モジュール３０は、前記導波管１０の各搬送開口対１３を搬送方向Ｄに貫通している。前記搬送モジュール３０は、好ましくは、搬送ベルトであり、且つ被加熱物を搬送方向Ｄに沿って前記搬送開口対１３から前記導波管１０の各加熱区間１１を順に通過させ、被加熱物は、該加熱区間１１を通過する過程で、前記マイクロ波発射モジュール２０から放出されるマイクロ波エネルギーを吸収して加熱される。
【００５２】
本実施形態において、前記導波管１０の各搬送開口１３１は、中心線１３１１と、頂部側周縁１３１２と底部側周縁１３１３を有し、該頂部側周縁１３１２及び該底部側周縁１３１３は、それぞれ、該中心線１３１１の両側に形成され、該頂部側周縁１３１２と該底部側周縁１３１３との距離は、該搬送開口１３１の開口幅と定義され、該各搬送開口１３１の進行波経路に沿って対向する両端の開口幅がそれぞれ縮小することにより、該導波管１０内のマイクロ波の伝送経路におけるインピーダンスマッチングの効果が向上し、該導波管１０内の被加熱物がより均一に加熱される。
【００５３】
前記各搬送開口１３１の対向する両端の具体的な形状は以下のとおりである。前記各搬送開口１３１の頂部側周縁１３１２は、進行波経路に沿って延びる頂部本体部６１と、それぞれ該頂部本体部６１の進行波経路に沿って対向する両側につながる２つの上縮口部を有する。前記各搬送開口１３１の底部側周縁１３１３は、進行波経路に沿って延びる底部本体部６２と、それぞれ該底部本体部６２の進行波経路に沿って対向する両側に位置する２つの下縮口部を有する。前記各搬送開口１３１の進行波経路に沿って対向する両端のいずれか一端における前記上縮口部と前記下縮口部が、それぞれ、対応する前記中心線１３１１に向かって延びるとともに、該上縮口部と該下縮口部の末端同士が接続されて、該上縮口部と該下縮口部が該搬送開口１３１の端部を形成する。インピーダンスマッチングをさらに調整するために、前記上縮口部と前記下縮口部の形状は以下の４種類のうちの１つであってよい。
【００５４】
１．線形勾配：前記各縮口部（即ち上縮口部及び下縮口部）はいずれも直線である。つまり、前記各上縮口部は、いずれも第１上直線部６３であり、前記各下縮口部は、いずれも第１下直線部６４である。
【００５５】
２．多角構造：前記各縮口部（即ち上縮口部及び下縮口部）は互いにつながる２つ以上の直線部を有する。例えば、本発明の実施形態２（図７及び図８に示す）においては、前記各上縮口部は、第１上直線部６３Ａと第２上直線部６５Ａを有し、該第２上直線部６５Ａは、対応する該第１上直線部６３Ａと頂部本体部６１Ａとの間に位置するとともに、該第１上直線部６３Ａと中心線１３１１Ａとの夾角θ１は、該第２上直線部６５Ａの延伸線と該中心線１３１１Ａとの夾角θ２よりも大きく、また、前記各下縮口部は、第１下直線部６４Ａと第２下直線部６６Ａを有し、該第２下直線部６６Ａは、対応する該第１下直線部６４Ａと底部本体部６２Ａとの間に位置するとともに、該第１下直線部６４Ａと該中心線１３１１Ａとの夾角は、該第２下直線部６６Ａの延伸線と該中心線１３１１Ａとの夾角よりも大きい。ここで、前記第１上直線部６３Ａと前記第２上直線部６５Ａは、前記中心線１３１１Ａに向かって延びた末端が互いに接続される。本実施形態における前記各直線部の長さ及び前記中心線１３１１Ａとの夾角は、チェビシェフインピーダンスマッチング変換器（Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ  Ｍｕｌｔｉ−ｓｅｃｔｉｏｎ  Ｍａｔｃｈｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）の理論に基づいて設計することができ、それによってシステムの大きさを縮小するという前提において、使用周波数帯域内で最適なマッチング効果を得る。
【００５６】
３．曲率勾配：前記各縮口部（即ち上縮口部及び下縮口部）が円弧である。例えば、本発明の実施形態３（図９に示す）においては、前記各上縮口部が第１上円弧線部６３Ｂであり、且つ該第１上円弧線部６３Ｂが搬送開口１３１Ｂの外側に突出していることが好ましく、また、前記各下縮口部が第１下円弧線部６４Ｂであり、且つ該第１下円弧線部６４Ｂが該搬送開口１３１Ｂの外側に突出していることが好ましい。
【００５７】
４．段差構造：前記各縮口部（即ち上縮口部及び下縮口部）は段差状である。例えば、本発明の実施形態４（図１０に示す）においては、前記各上縮口部が上段差部６３Ｃであり、前記各下縮口部が下段差部６４Ｃであり、該上段差部６３Ｃと該下段差部６４Ｃとの間の距離が、搬送開口１３１Ｃの中心から離れる方向に向かって減少する。本実施形態における前記各段差部は、いずれも複数の直角部を形成するが、該各段差部は１つの直角部のみを形成してもよい。前記各段差部は、チェビシェフインピーダンスマッチング変換器の理論に基づいて設計することができ、システムの大きさを縮小するという前提において、使用周波数帯域内で最適なマッチング効果を得る。
【００５８】
上記の各実施形態において、前記各搬送開口１３１の上縮口部及び下縮口部の形状及び位置は互いに対称であるが、これに限定されるものではない。
【００５９】
図３、図５及び図６に示すように、本発明の第１実施形態においては、前記導波管１０は複数の導波板対１４をさらに有し、該複数の導波板対１４は、それぞれ前記各加熱区間１１内に設けられる、つまり、前記各搬送開口対１３のいずれにも該導波板対１４が対応して設けられる。前記各導波板対１４の進行波経路における位置は、それぞれ、同一の前記加熱区間１１内の搬送開口対１３の、進行波経路における位置に対応している。前記各導波板対１４は、前記加熱区間１１の頂壁１１３及び底壁１１４にそれぞれ接続されるとともに、進行波経路に沿って延びる２つの導波板１４１を備える。前記導波板１４１の材質は誘電材であり、且つ好ましくはアルミナセラミックであるが、これに限定されるものではなく、アルミナセラミックよりも熱伝導性に優れる窒化アルミニウムセラミック又は窒化ホウ素セラミックであってもよい。前記導波管対１４は、前記導波管１０内のマイクロ波の進行波モードを調節して、元の基本モードＴＥ１０から特定の高次モードに変換することができ、それにより以下の効果を得る。
【００６０】
１．被加熱物のマイクロ波吸収特性が強い場合でも、前記導波板対１４は被加熱物を均一に加熱することができる。
【００６１】
２．従来の導波管では、内部に金属物があると、該導波管内のマイクロ波が前記金属物によって全て反射されて発射端に戻ってしまい（即ち抵抗無効）、金属を含有する加熱物を加熱することができなかった。しかし、本実施形態の前記導波管１０の内部の被加熱物は、金属物が混在していても、マイクロ波が金属物を通常通り迂回して加熱物を均一に加熱することができる。
【００６２】
本発明は、前記導波板対１４を設けることにより、マイクロ波吸収特性が強い材料や、金属物を有する被加熱物を処理することができ、更には、本発明が加熱可能な材料の範囲が拡大する。よって、例えば湿気を含んだ回路基板や、金属成分を含有する各種電子製品、金属を含有する半導体ウェハ、金属ワイヤを含有するソーラーウェハ、金属部品を有する湿気を含んだ衣類といった、従来のマイクロ波加熱装置では処理できなかった高単価の被加熱物を処理することができ、本発明の価値が向上する。
【００６３】
本実施形態において、前記導波板対１４と前記搬送開口対１３の位置は互いに対応しており、具体的には、前記各加熱区間１１内の各導波板１４１の質量中心と、該各搬送開口１３１の形状中心が、いずれも同一平面上に位置しているが、これに限定されず、該導波板１４１の位置と該搬送開口１３１の位置がほぼ同じであり、該導波板１４１が前記導波管１０のインピーダンスマッチングを調整することができ、且つ該導波管１０を通過する被加熱物を均一に加熱できればよい。
【００６４】
具体的には、進行波式加熱法であって、加熱材内のマイクロ波エネルギーの進行方向の大きさは、
0006964715.tif 000007
であり、マイクロ波の進行方向に沿って、単位距離内で材料がエネルギーを吸収する大きさは、
0006964715.tif 000008
である。ここで、
0006964715.tif 000009
は初期入射エネルギーであり、
0006964715.tif 000010
は減衰係数であり、
0006964715.tif 000011
値は、材料の誘電率および誘電損失だけでなく、進行波の周波数および使用されるモードによっても決定される。
【００６５】
図５、図１５及び図１６に示すように、前記導波管１０内に誘電材で製造された前記導波板対１４を追加することにより、該導波板対１４は、進行波モードを元の基本モードＴＥ１０からＴＥモードにおける１つの高次モードの平行電界モードに変換し、該平行電界モードでは、マイクロ波電界方向が前記搬送方向Ｄに平行である。具体的には、前記導波板対１４の２つの導波板１４１間の進行波モードが、基本モードＴＥ１０から図１５に示すＴＥモードに完全に変換され、それに対応するインピーダンスマッチングの反射Ｓ１１パラメータ（即ち反射係数）と周波数との関係図は、図１６に示すとおりである。なお、図１６の横軸の単位はギガヘルツ（Ｇｈｚ）、縦軸の単位はｄＢである。また、図１７に示すように、基本モードＴＥ１０から図１５のＴＥモードへの変換に対応するインピーダンスマッチングの透過Ｓ２１パラメータ（即ち透過係数）と周波数との関係図においては、全周波数帯域においていずれも０ｄＢである。
【００６６】
進行波モードを元の基本モードＴＥ１０から前記平行電界モードに変換することの利点は、減衰係数の調整が可能なことによって、被加熱物のマイクロ波吸収特性が強い場合でも、前記導波板対１４は被加熱物を均一に加熱することができ、従来のマイクロ波加熱装置が被加熱物の両端や前縁部しか加熱できないという問題を改善できる点にあり、また、前記平行電界モードによって、マイクロ波が金属物を迂回することができるため、被加熱物に金属物が混在していても、マイクロ波は金属物を迂回して通常どおり被加熱物を均一に加熱できる点にある。
【００６７】
また、本実施形態における前記各導波板１４１の対向する両端の板体の厚みが該導波板１４１の中心から離れる方向に減少することにより、インピーダンスマッチングがさらに向上し、さらに、インピーダンスマッチングを調整するために、該導波板１４１の対向する両端の板体の厚みは、前記搬送開口１３１の対向する両端のように、以下の４種類の形式で変化する。
【００６８】
１．線形勾配：前記各導波板１４１の対向する両端の具体的な形状は以下のとおり（図６に示すとおり）である。すなわち、前記導波板１４１の前記導波管１０に接続される側に、進行波経路に沿って伸びる密着平面７１を有し、該導波板１４１の他方側に、進行波経路に沿って伸びるとともに、進行波経路に沿った長さが該密着平面７１の進行波経路に沿った長さよりも短い本体面７２と、それぞれ該本体面７２の対向する両側から該密着平面７１まで延びることによって該導波板１４１の進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する２つの第１斜面７３を有する。本実施形態において、前記搬送方向Ｄから見たときの前記導波板１４１の形状は、等脚台形である。
【００６９】
２．多角構造：図７及び図８に示すように、本発明の第２実施形態において、両端が多角構造である導波板１４１Ａと、両端の線形が傾斜した前記導波板１４１の構造とはほぼ同じであり、相違点は以下のとおりである。すなわち、該導波板１４１Ａが２つの第２斜面７４Ａをさらに有し、該各第２斜面７４Ａは、前記第１斜面７３Ａのうちの１つと本体面７２Ａとの間に位置し、前記密着平面７１Ａに対する該各導波板１４１Ａの第２斜面７４Ａの傾斜度は、該密着平面７１Ａに対する前記第１斜面７３Ａの傾斜度よりも小さい、つまり、該第２斜面７４Ａの法線と該密着平面７１Ａの法線との夾角θ３は、該第１斜面７３Ａの法線と該密着平面７１Ａの法線との夾角θ４よりも小さい。また、他の好ましい実施形態において、前記第１斜面７３Ａと前記本体面７２Ａとの間に、複数の傾斜度合いの異なる斜面を接続して、本実施形態の前記導波板１４１Ａの縁に複数の角を形成してもよい。また、各斜面の寸法は、チェビシェフインピーダンスマッチング変換器の理論に基づいて設計することができ、それによって最適なマッチング効果を得る。
【００７０】
３．曲率勾配：図９に示すように、本発明の実施形態３において、両端の曲率が徐々に変化する導波板１４１Ｂと、両端の線形が徐々に変化する前記導波板１４１の構造とはほぼ同じであり、相違点は以下のとおりである。すなわち、２つの円弧面７３Ｂは、それぞれ本体面７２Ｂの進行波経路に沿って対向する両側に位置し、該２つの円弧面７３Ｂは、それぞれ本体体面７２Ｂの対向する両側から密着平面７１Ｂまで延びて、前記導波板１４１Ｂの進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する。前記円弧面７３Ｂは、前記導波板１４１Ｂの外側に向かって突出していることが好ましい。
【００７１】
４．段差構造：図１０に示すように、本発明の実施例形態４において、両端の段差構造が徐々に変化する導波板１４１Ｃと、両端の線形が徐々に変化する前記導波板１４１の構造とはほぼ同じであり、相違点は以下のとおりである。すなわち、２つの段差面７３Ｃが、それぞれ本体面７２Ｃの進行波経路に沿って対向する両側に位置し、該２つの段差面７３Ｃは、それぞれ該本体面７２Ｃの対向する両側から密着平面７１Ｃまで延び、前記導波板１４１Ｃの進行波経路に沿って対向する２つの端縁を形成する。本実施形態における前記各段差面７３Ｃは、いずれも複数の直角部を形成しているが、該各段差面７３Ｃは、１つの直角部のみを形成してもよい。前記各段差面７３Ｃの寸法は、チェビシェフインピーダンスマッチング変換器の理論に基づいて設計することができ、それによって最適なマッチング効果を得る。
【００７２】
図１、図２及び図５に示すように、前記抽気モジュール４０は、前記導波管１０の内部空間に連通し、湿気を含んだ被加熱物を加熱することで放出される水蒸気を除去し、パイプユニット４１、加熱層４２及び集水タンク４３を備え、該パイプユニット４１は、該導波管１０の上方に設けられるとともに該導波管１０の内部空間に連通し、該加熱層４２は、該パイプユニット４１の外側を被覆することによって、水蒸気が凝結して該導波管１０内に逆流することを回避し、該集水タンク４３は、該パイプユニット４１における該導波管１０とは反対の一端に接続されることにより、該導波管１０からの水蒸気が凝結してできた水分を収集する。
【００７３】
図１、図５及び図１１に示すように、前記マイクロ波隔離モジュール５０は、２つのベース体５１、複数のマイクロ波抑制部材５２及び複数の隔離フランジ５３を有し、該２つのベース体５１は、それぞれ前記導波管１０の搬送方向Ｄに沿って対向する両側の前記加熱区間１１に接続され、且つ通路５１１を形成し、該通路５１１は、前記搬送モジュール３０の外側を取り囲むとともに、互いに接続された該加熱区間１１の、外に向いた前記搬送開口１３１に連通する。前記マイクロ波抑制部材５２は、前記ベース体５１の上面に穿設され、該各マイクロ波抑制部材５２は管体であり、且つ該マイクロ波抑制部材５２の両端は、それぞれ、該ベース体５１の上面から突出する開放端５２２と、前記通路５１１内に位置する閉鎖端５２１となっている。該マイクロ波抑制部材５２は、前記通路５１１におけるマイクロ波の透過を制限することができ、さらには前記導波管１０のマイクロ波が前記搬送開口１３１から外部に漏れないようにすることができる。前記マイクロ波抑制部材５２は、前記ベース体５１の上面に穿設されることに限定されず、該ベース体５１の任意の外側面に穿設されてもよい。前記複数の隔離フランジ５３は、それぞれ、隣接する前記２つの加熱区間１１の間に接続され、該隔離フランジ５３の対向する２つの開口は、それぞれ、該２つの加熱区間１１の向かい合う前記搬送開口１３１に連通し、それによってマイクロ波が漏れるのを防止する。
【００７４】
最後に、図１２から図１４に示すように、本発明の実施形態５において、導波管１０Ｄは、２つのブロック体１５Ｄが組み合わされた直線型の管体であり、その両端は、それぞれ前記マイクロ波発射モジュール２０が取り付けられる取付端部１６Ｄであり、該導波管１０Ｄには、多角構造の導波板対１４Ｄが設けられ、該導波板対１４Ｄの各導波板１４１Ｄは、第１斜面７３Ｄ及び第２斜面７４Ｄを有する。各搬送開口１３１Ｄの外側周縁は、さらに外側に突出してガイドリング壁１７Ｄを形成し、ガイドリング壁１７Ｄは該搬送開口１３１Ｄを取り囲むとともに、該搬送開口１３１Ｄの相対する両端を遮蔽する遮蔽面１７１Ｄが形成され、それによってマイクロ波の漏えいを低減させる。
【００７５】
図１及び図５に示すように、本発明は、使用時に被加熱物を前記搬送モジュール３０の一端に置き、該搬送モジュール３０が被加熱物を搬送方向Ｄに沿って移動させて、被加熱物を前記搬送開口１３１から前記導波管１０内に送り込むとともに、該導波管１０内において被加熱物にマイクロ波エネルギーを吸収させて加熱する。本発明は、湿気を含んだ被加熱物を加熱脱水する際に、前記抽気モジュール４０が、被加熱物から放出された水蒸気を取り出して前記集水タンク４３内に貯蔵する。
【００７６】
以上のように、本発明は、前記導波管１０の対向する両端にマイクロ波発射モジュール２０を１つずつ設置することより、高マイクロ波吸収材の該導波管１０内における加熱の均一度を向上させるとともに、高単価の被加熱物を加熱処理することができる。
【００７７】
以上の説明は、本発明の好ましい実施形態に過ぎず、本発明に対して何ら形式上の限定を行うものではない。本発明は好ましい実施形態によって上記のように開示されているが、それは本発明を限定するためのものではなく、すべての当業者が、本発明の技術構想を逸脱しない範囲において、上記に開示する技術内容を用いて変更及び修飾を行った等価の実施形態で、且つ本発明の技術構想の内容を逸脱しないものは、本発明の技術的本質に基づいて上記の実施形態に対して行われたいかなる簡単な修正、等価の変更及び修飾も、依然としてすべて本発明の技術構想の範囲内にある。
【符号の説明】
【００７８】
１０          導波管
１１          加熱区間
１１１        前開口壁
１１２        後ろ開口壁
１１３        頂壁
１１４        底壁
１２          連通区間
１３          搬送開口対
１３１        搬送開口
１３１１      中心線
１３１２      頂部側周縁
１３１３      底部側周縁
６１          頂部本体部
６２          底部本体部
６３          第１上直線部
６４          第１下直線部
１４          導波板対
１４１        導波板
７１          密着平面
７２          本体面
７３          第１斜面
２０          マイクロ波発射モジュール
２１          マイクロ波源
２２          サーキュレータ
２３          方向性結合器
２４          水負荷器
３０          搬送モジュール
４０          抽気モジュール
４１          パイプユニット
４２          加熱層
４３          集水タンク
５０          隔離モジュール
５１          ベース体
５１１        通路
５２          マイクロ波抑制部材
５２１        閉鎖端
５２２        開放端
５３          隔離フランジ
Ｄ            搬送方向
１３１Ｃ      搬送開口
１３１１Ａ    中心線
６１Ａ        頂部本体部
６２Ａ        底部本体部
６３Ａ        第１上直線部
６４Ａ        第１下直線部
６５Ａ        第２上直線部
６６Ａ        第２下直線部
１４１Ａ      導波板
７１Ａ         密着平面
７２Ａ         本体面
７３Ａ        第１斜面
７４Ａ        第２斜面
１３１Ｂ      搬送開口
６３Ｂ        第１上円弧線部
６４Ｂ        第１下円弧線部
１４１Ｂ      導波板
７１Ｂ        密着平面
７２Ｂ        本体面
７３Ｂ        円弧面
６３Ｃ        上段差部
６４Ｃ        下段差部
１４１Ｃ      導波板
７１Ｃ        密着平面
７２Ｃ        本体面
７３Ｃ        段差面
１０Ｄ        導波管
１３１Ｄ      搬送開口
１４Ｄ        導波板対
１４１Ｄ      導波板
７３Ｄ        第１斜面
７４Ｄ        第２斜面
１５Ｄ        ブロック体
１６Ｄ        取付端部
１７Ｄ        ガイドリング壁
１７１Ｄ      遮蔽面
θ１           夾角
θ２           夾角
θ３           夾角
θ４           夾角
【要約】      （修正有）【課題】高マイクロ波吸収材を均一に加熱することができるマイクロ波加熱装置の導波管および該導波管を備えたマイクロ波加熱装置を提供する。【解決手段】マイクロ波加熱装置であって、導波管１０と、２つのマイクロ波発射モジュール２０と、搬送モジュール３０を備え、導波管１０は、進行波経路を形成すると共に、少なくとも１つの搬送開口対と、少なくとも１つの導波板対を有し、搬送開口対は、導波管１０における搬送方向に沿った対向する両側壁に形成される２つの搬送開口を有し、導波板対は、導波管１０内に設けられると共に、導波管１０の頂壁及び底壁に設けられる２つの導波板を備え、２つのマイクロ波発射モジュール２０はそれぞれ、導波管１０における進行波経路に沿った対向する両端に設けられ、搬送モジュール３０は、搬送開口対を搬送方向に貫通している。【選択図】図１【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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