特開 2024-120831 キャビティ並びにそのためのフレーム及び取付部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024120831

(43)【公開日】2024-09-05

(54)【発明の名称】キャビティ並びにそのためのフレーム及び取付部材

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/64 20060101AFI20240829BHJP

【ＦＩ】

H05B6/64 J

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023133332

(22)【出願日】2023-08-18

(62)【分割の表示】P 2023026963の分割

【原出願日】2023-02-24

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-07-12

(71)【出願人】

【識別番号】508067736

【氏名又は名称】マイクロ波化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115749

【弁理士】

【氏名又は名称】谷川 英和

(74)【代理人】

【識別番号】100121223

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 悟道

(72)【発明者】

【氏名】塚原 保徳

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 久夫

(72)【発明者】

【氏名】和田 直之

(72)【発明者】

【氏名】緒方 俊彦

【テーマコード（参考）】

3K090

【Ｆターム（参考）】

3K090AA03

3K090AB20

3K090BA01

(57)【要約】

【課題】マイクロ波の照射領域の内容積を変更することができるキャビティを提供する。
【解決手段】内部にマイクロ波の照射領域を有する組み立て式のキャビティ１は、多面体の少なくとも一部の辺に沿った複数のフレーム部材１１－１～１１－１２を有するフレーム１０と、フレーム１０の複数の開口部１２－１～１２－６をそれぞれ塞ぐように着脱可能に取り付けられた複数の取付部材２０－１～２０－６とを備える。複数の取付部材２０－１～２０－６は、照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材２０－２を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部にマイクロ波の照射領域を有する組み立て式のキャビティであって、
多面体の少なくとも一部の辺に沿った複数のフレーム部材を有する１個または２個以上のフレームと、
前記１個または２個以上のフレームの複数の開口部を塞ぐように着脱可能に取り付けられた複数の取付部材と
を備え、
前記複数の取付部材は、前記照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材を含む。

【請求項2】

請求項１記載のキャビティであって、
前記１個または２個以上のフレームの複数の開口部の形状及びサイズは同じである。

【請求項3】

請求項１記載のキャビティであって、
前記多面体は、立方体である。

【請求項4】

請求項１記載のキャビティであって、
前記１個または２個以上のフレームは、２個以上のフレームを備えており、
前記キャビティは、前記２個以上のフレームを連結する連結部材をさらに備える。

【請求項5】

請求項１記載のキャビティであって、
前記１個または２個以上のフレームは、２個以上のフレームを備えており、
前記２個以上のフレームは前記取付部材によって連結される。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか記載のキャビティであって、
前記複数の取付部材は、金属の平板を含む取付部材、前記照射領域の容積を変更するための取付部材、前記照射領域のマイクロ波の電界分布を変更するための取付部材、孔を有する取付部材、覗き窓を有する取付部材、及び、開閉扉を有する取付部材から選択される１以上の取付部材をさらに含む。

【請求項7】

請求項１から請求項５のいずれか記載のキャビティと、
前記照射領域に導入されるマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と
を備えたマイクロ波照射装置であって、
前記複数の取付部材は、
前記照射領域のマイクロ波を検波する検波器を有する取付部材と、
前記照射領域のマイクロ波の電界分布を変更する分布変更部を有する取付部材と
を含み、
前記照射領域に導入されるマイクロ波の周波数が、前記検波器の検波結果を用いて特定した前記照射領域の共振周波数となるように前記分布変更部を制御する制御部をさらに備える。

【請求項8】

内部にマイクロ波の照射領域を有する組み立て式のキャビティの製造方法であって、
多面体の少なくとも一部の辺に沿った複数のフレーム部材を有する１個または２個以上のフレームの複数の開口部を塞ぐように複数の取付部材を前記フレームに着脱可能に取り付ける工程を含み、
前記複数の取付部材は、前記照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材を含む。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内部にマイクロ波の照射領域を有するキャビティ並びにそのためのフレーム及び取付部材に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、汎用のマイクロ波照射装置を用いてラボレベルでの実験を行っていた。汎用のマイクロ波照射装置としては、例えば、四国計測工業株式会社製のμＲｅａｃｔｏｒＥｘなどが知られている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

ラボレベルの汎用のマイクロ波照射装置は、装置の内容積が決まっているため、ある反応に適していても、別の反応には必ずしも適していない。また、同一の反応について、スケールアップして実験を行いたい場合もある。したがって、内容積を可変のマイクロ波照射装置が望まれている。

【0004】

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、マイクロ波照射装置に用いられるキャビティであって、マイクロ波の照射領域の内容積を変更することができるキャビティまたはそのためのフレーム若しくは取付部材を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するため、本発明の一態様によるキャビティは、内部にマイクロ波の照射領域を有する組み立て式のキャビティであって、多面体の少なくとも一部の辺に沿った複数のフレーム部材を有する１個または２個以上のフレームと、１個または２個以上のフレームの複数の開口部を塞ぐように着脱可能に取り付けられた複数の取付部材とを備え、複数の取付部材は、照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材を含む。

【0006】

また、本発明の一態様によるキャビティでは、１個または２個以上のフレームの複数の開口部の形状及びサイズは同じであってもよい。

【0007】

また、本発明の一態様によるキャビティでは、多面体は、立方体であってもよい。

【0008】

また、本発明の一態様によるキャビティでは、１個または２個以上のフレームのそれぞれは、多面体のすべての辺にそれぞれ沿った複数のフレーム部材を有してもよい。

【0009】

また、本発明の一態様によるキャビティでは、１個または２個以上のフレームは、２個以上のフレームを備えており、キャビティは、２個以上のフレームを連結する連結部材をさらに備えてもよい。

【0010】

また、本発明の一態様によるキャビティでは、１個または２個以上のフレームは、２個以上のフレームを備えており、２個以上のフレームは取付部材によって連結されてもよい。

【0011】

また、本発明の一態様によるキャビティでは、複数の取付部材は、金属の平板を含む取付部材、照射領域の容積を変更するための取付部材、照射領域のマイクロ波の電界分布を変更するための取付部材、孔を有する取付部材、覗き窓を有する取付部材、及び、開閉扉を有する取付部材から選択される１以上の取付部材を含んでもよい。

【0012】

また、本発明の一態様によるマイクロ波照射装置は、キャビティと、照射領域に導入されるマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器とを備えたマイクロ波照射装置であって、複数の取付部材は、照射領域のマイクロ波を検波する検波器を有する取付部材と、照射領域のマイクロ波の電界分布を変更する分布変更部を有する取付部材とを含み、照射領域に導入されるマイクロ波の周波数が、検波器の検波結果を用いて特定した照射領域の共振周波数となるように分布変更部を制御する制御部をさらに備える。

【0013】

また、本発明の一態様によるマイクロ波照射装置は、キャビティと、照射領域に導入される所定の周波数範囲における任意の周波数のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器とを備えたマイクロ波照射装置であって、複数の取付部材は、照射領域のマイクロ波を検波する検波器を有する取付部材を含み、検波器の検波結果を用いて特定した照射領域の共振周波数のマイクロ波が発生されるようにマイクロ波発生器を制御する制御部をさらに備える。

【0014】

また、本発明の一態様によるマイクロ波照射装置は、キャビティと、照射領域に導入されるマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器とを備えたマイクロ波照射装置であって、複数の取付部材は、照射領域のマイクロ波の電界分布を変更する分布変更部を有する取付部材を含み、照射領域からのマイクロ波の反射波の強度を測定する測定部と、測定部から反射波の強度を受け取り、強度が小さくなるように分布変更部を制御する制御部とをさらに備える。

【0015】

また、本発明の一態様によるマイクロ波照射装置は、キャビティと、照射領域に導入される所定の周波数範囲における任意の周波数のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、照射領域からのマイクロ波の反射波の強度を測定する測定部と、測定部から反射波の強度を受け取り、強度が小さくなる周波数のマイクロ波が発生されるように、マイクロ波発生器を制御する制御部とを備える。

【0016】

また、本発明の一態様によるフレームは、内部にマイクロ波の照射領域を形成するための組み立て式のキャビティを構成するフレームであって、多面体の少なくとも一部の辺に沿った複数のフレーム部材を有する。

【0017】

また、本発明の一態様による取付部材は、１個または２個以上のフレームの開口部を塞ぐように着脱可能に取り付けられる。

【0018】

また、本発明の一態様によるキャビティの製造方法は、内部にマイクロ波の照射領域を有する組み立て式のキャビティの製造方法であって、多面体の少なくとも一部の辺に沿った複数のフレーム部材を有する１個または２個以上のフレームの開口部を塞ぐように複数の取付部材をフレームに着脱可能に取り付ける工程を含み、複数の取付部材は、照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材を含む。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一態様によれば、組み立て式のキャビティが１個または２個以上のフレームと、そのフレームの開口部を塞ぐように着脱可能に取り付けられる取付部材とを備えることによって、マイクロ波照射装置に用いられるキャビティ内のマイクロ波の照射領域の内容積を変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態によるキャビティの外観を示す斜視図

【図2】同実施形態によるキャビティの構成を示す分解斜視図

【図3】同実施形態によるマイクロ波照射装置の外観を示す斜視図

【図4A】同実施形態による照射領域の容積を変更するための取付部材を示す斜視図

【図4B】同実施形態による照射領域の容積を変更するための取付部材を示す側面図

【図4C】同実施形態による照射領域の容積を変更するための取付部材を示す断面図

【図5A】同実施形態による照射領域の容積を変更するための取付部材を示す斜視図

【図5B】同実施形態による照射領域の容積を変更するための取付部材を示す背面図

【図5C】同実施形態による照射領域の容積を変更するための取付部材を示す断面図

【図5D】同実施形態による照射領域の電界分布を変更するための取付部材を示す断面図

【図6】同実施形態による連結部材を示す斜視図

【図7】同実施形態による連結部材によって連結されたフレームを示す正面図

【図8】同実施形態による並べて配置された２個のフレームを示す斜視図

【図9】同実施形態によるキャビティの外観を示す斜視図

【図10】同実施形態によるフレームの他の一例を示す斜視図

【図11】同実施形態によるキャビティの外観を示す斜視図

【図12】同実施形態による並べて配置された４個のフレームを示す斜視図

【図13】同実施形態によるキャビティの外観を示す斜視図

【図14】同実施形態によるマイクロ波照射装置の構成を示す模式図

【図15】同実施形態によるマイクロ波照射装置の構成を示す模式図

【図16】同実施形態によるマイクロ波照射装置の構成を示す模式図

【図17】同実施形態によるマイクロ波照射装置の構成を示す模式図

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明によるキャビティ並びにそのためのフレーム及び取付部材について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態によるキャビティは、１個または２個以上のフレームと、それらのフレームの複数の開口部を塞ぐように着脱可能に取り付けられる複数の取付部材とを備える組み立て式のキャビティであり、フレームの個数または取付部材の種類に応じて照射領域の内容積を増減することができるものである。

【0022】

図１は、本発明の一実施形態によるキャビティ１の外観を示す斜視図であり、図２は、キャビティ１の分解斜視図であり、図３は、キャビティ１を備えるマイクロ波照射装置２の外観を示す斜視図である。

【0023】

図１、図２の例において、内部にマイクロ波の照射領域を有する組み立て式のキャビティ１は、１個のフレーム１０と、フレーム１０の複数の開口部１２－１～１２－６を塞ぐように着脱可能に取り付けられた複数の取付部材２０－１～２０－６とを備える。図１～図３では、１個のフレーム１０を備えるキャビティ１の例について説明するが、キャビティ１は、２個以上のフレーム１０を備えてもよい。２個以上のフレーム１０を備えるキャビティ１については後述する。キャビティ１を構成するフレーム１０の個数を適宜、選択することによって、キャビティ１の内容積を変化させることができる。なお、取付部材２０－１～２０－６を特に区別しない場合には、いずれかを指して取付部材２０と呼ぶこともある。他の構成要素についても同様である。

【0024】

フレーム１０は、多面体の少なくとも一部の辺に沿ったフレーム部材１１を有している。フレーム１０は、一例として、多面体のすべての辺にそれぞれ沿った複数のフレーム部材１１を有してもよい。すなわち、フレーム１０は、多面体と同様の形状であってもよい。多面体は、一例として、正多面体であってもよく、直方体であってもよい。直方体は、例えば、立方体であってもよい。フレーム１０は、例えば、多面体の１以上の面に対応する１以上の開口部１２を有している。

【0025】

多面体は、一例として、２以上の面の形状及びサイズが同じであってもよい。この場合には、例えば、フレーム１０の２以上の開口部１２の形状及びサイズは同じであってもよい。フレーム１０の２以上の開口部１２の形状及びサイズが同じであるとは、すべての開口部１２の形状及びサイズが同じであることであってもよく、または、一部の複数の開口部１２の形状及びサイズが同じであることであってもよい。フレーム１０の２以上の開口部１２の形状及びサイズが同じである場合には、一つの形状及びサイズの取付部材２０を複数の開口部１２に取り付けることができるようになり、用意する取付部材２０の形状及びサイズのバリエーションを減らすことができる。この観点からは、多面体は、正多面体であることが好適であり、特に立方体（すなわち、正六面体）であることが好適である。

【0026】

フレーム部材１１は、例えば、直線状の部材であってもよい。一つのフレーム部材１１は、一例として、照射領域で照射されるマイクロ波の波長を超える長さを有していてもよい。複数のフレーム部材１１は、例えば、多面体の頂点の位置で連結されていてもよい。その連結は、例えば、溶接などによる固定であってもよく、着脱可能な連結であってもよい。図２では、一例として、フレーム１０が多面体である立方体の各辺に沿ったフレーム部材１１－１～１１－１２を有している場合について示している。この場合には、各開口部１２－１～１２－６は、同じ形状及びサイズである。

【0027】

フレーム１０に取り付けられる複数の取付部材２０には、照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材２０－２が含まれる。照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材２０－２は、一例として、図１、図２で示されるように、開口部２２ｃを有する平板である枠部材２２ａと、開口部２２ｃの位置に設けられた、導波管４１の一端を固定するための導波管取付部２２ｂとを有するものであってもよく、導波管が接続されたものであってもよく、または、照射領域側の面に配置されたアンテナと、そのアンテナと外部の同軸ケーブルとを接続させるための機構とを有するものであってもよい。

【0028】

また、複数の取付部材２０は特に限定されないが、例えば、金属の平板を含む取付部材２０、照射領域の容積を変更するための取付部材２０、孔を有する取付部材２０、覗き窓を有する取付部材２０、及び開閉扉を有する取付部材２０から選択される１以上の取付部材２０を含んでもよい。金属の例示は、後述するとおりである。金属の平板を含むｄ２０以外の取付部材２０は、例えば、照射領域におけるマイクロ波の照射に関連する何らかの機能を有するものであってもよい。その機能は、一例として、照射領域の容積を変更する機能、温度計などのセンサ、撹拌軸などを照射領域に挿入するための機能、照射領域を視認するための機能、照射領域に物を出し入れするための機能などであってもよい。

【0029】

取付部材２０－１、２０－６は、金属の平板を含むものである。この取付部材２０－１、２０－６によって、照射領域の壁面が構成されることになる。なお、金属の平板を含む取付部材２０は、例えば、図２の取付部材２０－１、２０－６のように、金属の１個の平板を含むものであってもよく、金属の２個以上の平板を含むものであってもよい。後者の場合については後述する。

【0030】

取付部材２０－３は、開口部を有する平板である枠部材２３ａと、その開口部を開閉可能に閉じる開閉扉２３ｂとを有する。開閉扉２３ｂは、一例として、開口部を閉じるための扉部２３ｃと、扉部２３ｃを開閉可能に支持するヒンジ２３ｄと、扉部２３ｃを閉じた状態でロックすることができるロック機能付きハンドル２３ｅとを有してもよい。開閉扉２３ｂを有する取付部材２０－３によって、照射領域に物を出し入れすることができる。なお、開閉扉を有する取付部材２０は、例えば、開閉扉そのものであってもよい。この場合には、例えば、フレーム１０のボルト穴１０ａにヒンジなどが固定されることによって、開閉扉である取付部材２０がフレーム１０の開口部１２に取り付けられてもよい。また、一例として、扉部２３ｃに覗き窓が設けられていてもよい。

【0031】

取付部材２０－４は、開口部を有する平板である枠部材２４ａと、その開口部に装着された覗き窓２４ｂとを有する。覗き窓２４ｂは、一例として、パンチングメタルであり、照射領域において照射されるマイクロ波が通過しない程度の直径の孔が多数設けられた金属板であってもよい。覗き窓２４ｂを有する取付部材２０－４によって、マイクロ波の照射を行っている際に照射領域の状況を視認することができる。なお、覗き窓２４ｂは、例えば、気密窓であってもよく、またはそうでなくてもよい。覗き窓２４ｂが気密窓である場合には、ガラスまたは石英などのマイクロ波透過性の透明板が覗き窓２４ｂに装着されていてもよい。

【0032】

取付部材２０－５は、５個の孔を有する平板２５ａと、その各孔に装着された５個のノズル部材２５ｂとを有する。各ノズル部材２５ｂの内径及び長さは、照射領域から外部にマイクロ波が漏洩しないサイズになっていることが好適である。この孔を有する取付部材２０－５によって、マイクロ波の照射領域に温度計などのセンサ、撹拌用の撹拌軸などを挿入することができる。また、取付部材２０－５によって、例えば、原料、生成物、触媒、熱媒体、雰囲気ガスなどを照射領域に入れたり、照射領域から排出したりすることができる。なお、孔に装着されるノズル部材２５ｂのノズルは、例えば、図１、図２で示されるように、平板２５ａに対して垂直方向に延びるものであってもよく、または、斜め方向に延びるものであってもよい。また、使用しない孔は、蓋部材によって閉じられてもよい。ノズル部材２５ｂに金属製の撹拌軸が挿入される場合には、撹拌軸とノズル部材２５ｂの内周面との隙間からマイクロ波が漏洩することを防止するため、チョーク機構などのマイクロ波の漏洩防止機構が設けられてもよい。また、平板２５ａの孔には、ノズル以外の部材、例えば、熱電対を照射領域に挿入するための部材などが取り付けられてもよい。また、平板２５ａの孔の個数は１個以上であればよく、必ずしも５個でなくてもよい。

【0033】

フレーム１０の開口部１２が正多角形状である場合には、例えば、取付部材２０の取り付け角度を変更することができる。一例として、開口部１２が正方形状である場合には、取付部材２０の取り付け角度を９０度単位で変更することができる。

【0034】

フレーム１０、及び取付部材２０はそれぞれ、マイクロ波反射性の材料によって構成されることが好適である。キャビティ１内の照射領域からマイクロ波が漏洩しないようにするためである。マイクロ波反射性の材料は、例えば、金属であってもよい。金属は、特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、ニッケル、ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などであってもよい。

【0035】

フレーム１０及び取付部材２０は、フレーム１０に取付部材２０を着脱可能に取り付けるための機構を有していてもよい。本実施形態では、フレーム１０の開口部１２の各辺に沿って複数のボルト穴１０ａが設けられており、取付部材２０の周縁の各辺に沿って複数の貫通孔２０ａ設けられており、取付部材２０がフレーム１０の開口部１２をそれぞれ塞ぐように配置された状態で、貫通孔２０ａに通したボルト１９をボルト穴１０ａに締め付けることによって、フレーム１０に取付部材２０が着脱可能に取り付けられてもよい。この場合には、例えば、ボルト穴１０ａ、貫通孔２０ａ、及びボルト１９が、フレーム１０に取付部材２０を着脱可能に取り付けるための機構であってもよい。なお、ボルト穴１０ａは、内周面がねじ切りされているものとする。また、ボルト穴１０ａは、貫通していないことが好適である。マイクロ波の漏洩、及び貫通孔の箇所へのマイクロ波の集中などを防止するためである。また、ボルトによるねじ止め以外の方法によって、取付部材２０がフレーム１０に着脱可能に取り付けられてもよい。例えば、クランプ機構などを用いて、取付部材２０がフレーム１０に着脱可能に取り付けられてもよい。

【0036】

また、取付部材２０がフレーム１０の開口部１２を塞ぐように取り付けられた際に、フレーム１０と取付部材２０との隙間からマイクロ波が漏洩しないことが好適である。そのため、例えば、その隙間にマイクロ波の漏洩防止機構が設けられていてもよい。その漏洩防止機構は、一例として、フレーム１０の開口部を取り囲むように設けられた環状の溝部と、環状の溝部に挿入される、マイクロ波を透過しない環状のシールド部材とを有していてもよい。シールド部材は、網状の金属によって構成された塑性変形する部材であってもよい。そして、フレーム１０の開口部１２を取付部材２０によって塞ぐ際に、環状の溝部に挿入されたシールド部材が押しつぶされて塑性変形することによって、隙間からのマイクロ波の漏洩が防止されてもよい。なお、環状の溝部は、例えば、取付部材２０の側に設けられてもよい。また、マイクロ波の漏洩防止機構は、その他のチョーク機構などであってもよい。

【0037】

キャビティ１内の照射領域においてマイクロ波の照射を行う際には、図３で示されるように、キャビティ１とマイクロ波発生器４０とを導波管４１によって接続してもよい。導波管４１のキャビティ１側の端部または他の箇所に、キャビティ１の内部からマイクロ波発生器４０側への蒸気、粒子などの移動を阻止するマイクロ波透過性の窓が設けられてもよい。この窓は、例えば、マイクロ波透過性材料によって構成されてもよい。マイクロ波透過性材料は特に限定されないが、例えば、石英、ガラス、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、セラミックなどであってもよい。また、この窓は、例えば、気密窓であってもよく、または、気密ではない窓であってもよい。なお、上記したように、キャビティ１とマイクロ波発生器４０とは、導波管４１以外のマイクロ波の伝送手段、例えば、同軸ケーブルによって接続されてもよい。

【0038】

マイクロ波発生器４０は、例えば、マグネトロン、クライストロン、ジャイロトロン、または半導体素子などを用いてマイクロ波を発生させてもよい。半導体素子を用いてマイクロ波を発生させるとは、一例として、半導体素子を用いてマイクロ波を発振させることであってもよく、半導体素子を用いてマイクロ波を増幅することであってもよい。マイクロ波の周波数の帯域は、例えば、９１５ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、２４ＧＨｚの付近であってもよく、その他の３００ＭＨｚから３００ＧＨｚの範囲内の周波数帯域であってもよい。キャビティ１の取付部材２０は変更可能であるため、例えば、照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材２０－２を異なる周波数帯のマイクロ波の導入するためのものに変更することも可能である。例えば、２．４５ＧＨｚ用の導波管を取り付け可能な取付部材２０－２を、９１５ＭＨｚ用の導波管を取り付け可能な取付部材２０－２に変更することもできる。このように、照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材２０－２を照射するマイクロ波の周波数帯に応じて変更することができるので、実験する反応に適したマイクロ波を照射することができる。

【0039】

マイクロ波発生器４０によって発生されたマイクロ波は、導波管４１を介してキャビティ１内の照射領域に導入され、マイクロ波の照射対象物に照射される。マイクロ波の照射対象物は、例えば、開閉扉２３ｂから照射領域に入れられてもよい。マイクロ波の照射対象物は特に限定されないが、例えば、固体、液体、気体であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。また、照射領域では、照射対象物にマイクロ波が照射されることによって、例えば、加熱、焼成、化学反応、乾燥、凍結乾燥、廃棄物処理、または殺菌などの処理が行われてもよい。キャビティ１内の照射領域でのマイクロ波の照射は、通常、マルチモードで行われる。また、マイクロ波発生器４０の出力（パワー）は、例えば、照射領域における温度などのセンシング結果に基づいて制御されてもよい。キャビティ１では、例えば、連続処理が行われてもよく、バッチ処理が行われてもよい。

【0040】

次に、図２で示される以外の取付部材２０について説明する。まず、照射領域の容積を変更するための取付部材２０－７について、図４Ａ～図４Ｃを参照して説明する。図４Ａは、取付部材２０－７の斜視図であり、図４Ｂは、取付部材２０－７の側面図であり、図４Ｃは、図４ＢのIVC－IVC線断面図である。取付部材２０－７は、正方形状の開口部を有する平板である枠部材２７ａと、その開口部から枠部材２７ａの一方の面側に突出している突出部材２７ｂとを有する。突出部材２７ｂは、一つの正方形状の面が開口している直方体形状をしており、突出部材２７ｂの開口部のサイズは、枠部材２７ａの開口部のサイズと同じであり、両者の開口部が連続するように突出部材２７ｂが枠部材２７ａに固定されている。その固定は、例えば、溶接によって行われてもよい。この取付部材２０－７を、突出部材２７ｂが照射領域側となるようにフレーム１０に取り付けることによって、照射領域の容積を減らすことができる。反対に、この取付部材２０－７を、突出部材２７ｂが照射領域の反対側となるようにフレーム１０に取り付けることによって、照射領域の容積を増やすことができる。なお、突出部材２７ｂの形状は変化しないため、取付部材２０－７を用いて変化させることができる照射領域の容積の変化量は一定である。

【0041】

なお、図４Ａ～図４Ｃでは、一例として、突出部材２７ｂが直方体形状である場合について説明したが、そうでなくてもよい。突出部材２７ｂの形状は特に弁定されないが、例えば、ドーム形状、半球形状、円筒形状、多角筒形状、円錐形状、角錐形状、円錐台形状、角錐台形状などであってもよい。また、枠部材２７ａの開口部の形状も、例えば、円形状、楕円形状、矩形状、多角形状などであってもよい。

【0042】

なお、図４Ａ～図４Ｃで示される取付部材２０－７では、照射領域の容積の変化量は決まっているが、その変化量を変化させることができてもよい。そのような、照射領域の容積の変更の程度を変化させることができる取付部材２０－８について、図５Ａ～図５Ｃを参照して説明する。図５Ａは、取付部材２０－８の斜視図であり、図５Ｂは、取付部材２０－８の背面図であり、図５Ｃは、図５ＢのVC－VC線断面図である。取付部材２０－８は、円形状の開口部を有する平板である枠部材２８ａと、その枠部材２８ａの開口部から円筒形状の円筒部材５１を出し入れすることによって照射領域の容積を連続的に変更することができる容積変更部２８ｂとを有する。

【0043】

容積変更部２８ｂは、一例として、円筒形状の側面５１ａ、及び側面５１ａの両端部を塞ぐ一対の底面５１ｂ、５１ｃを有する円筒部材５１と、一端が底面５１ｃの中心に固定された棒状部材５３と、円筒部材５１を覆うように設けられるカバー部材５４とを備え、棒状部材５３はカバー部材５４を貫通している。

【0044】

また、照射領域のマイクロ波が、円筒部材５１と枠部材２８ａの開口部との隙間からカバー部材５４の内側に入るのを防止するため、またはカバー部材５４の外側へのマイクロ波漏洩を防止するため、チョーク機構などのマイクロ波の進入または漏洩を防止する機構が設けられてもよい。棒状部材５３を長手方向に移動させることで、それに応じて円筒部材５１が、図５Ｃにおける左右方向に移動することになる。したがって、棒状部材５３の操作に応じて、照射領域の容積を連続的に増減することができる。

【0045】

ここでは、円筒形状の円筒部材５１が照射領域に出し入れされることによって照射領域の容積が変化される場合について説明したが、その他の形状の部材が照射領域に出し入れされることによって照射領域の容積が変化されてもよい。すなわち、照射領域の容積の変更の程度を変化させることができる取付部材２０－８は、一例として、所定の形状の開口部を有する枠部材２８ａと、枠部材２８ａの面方向における断面形状が、その所定の形状と同じである立体部材と、その立体部材を枠部材２８ａの法線方向に移動させる移動機構とを備えていてもよい。枠部材２８ａの開口部の形状は、例えば、円形状、多角形状、矩形状、正方形状などであってもよい。また、立体部材の形状は、例えば、円筒形状、多角柱形状、直方体形状などであってもよい。また、立体部材は、例えば、中空の部材であってもよく、中実の部材であってもよい。また、照射領域の容積を変化させることができる取付部材２０として、例えば、プランジャを有する取付部材２０が用いられてもよい。

【0046】

また、図５Ｄで示されるように、円筒部材５１に代えて、枠部材２８ａの面方向と平行な板状部材５８に、棒状部材５３の一端が固定されてもよい。このような構成では、照射領域の容積を変化させることはできないが、棒状部材５３を長手方向に移動させることに応じて、板状部材５８が移動することになり、照射領域におけるマイクロ波の電界分布を変更することができる。このように、取付部材２０は、照射領域におけるマイクロ波の電界分布を変更するためのものであってもよい。なお、照射領域の容積を変更すると、通常、照射領域における電界分布も変わるため、照射領域の容積を変更するための取付部材２０は、照射領域におけるマイクロ波の電界分布を変更するための取付部材２０となる。

【0047】

次に、２以上のフレーム１０を有するキャビティ１について説明する。キャビティ１が２以上のフレーム１０を有する場合に、その２以上のフレーム１０は、例えば、２以上のフレーム１０を連結するための連結部材によって連結されてもよく、取付部材２０によって連結されてもよい。

【0048】

図６は、連結部材３０の一例を示す図である。連結部材３０は、一例として、一対のフランジ部３１と、一対のフランジ部３１を繋ぐ筒状部材３２とを備える。フランジ部３１は、連結部材３０をフレーム１０の開口部１２に取り付けるためのものであり、例えば、貫通孔３１ａを有していてもよい。そして、貫通孔３１ａにボルト１９を通してフレーム１０のボルト穴１０ａに締め付けることによって、連結部材３０をフレーム１０の開口部１２に取り付けてもよい。連結部材３０の両端のフランジ部３１をボルト１９でフレーム１０－１、１０－２の開口部１２に取り付けることによって、図７で示されるように、２個のフレーム１０－１、１０－２を連結させることができる。なお、フレーム１０－１、１０－２において、連結部材３０の取り付けられていない開口部１２に、適宜、取付部材２０が取り付けられることによってキャビティ１が構成される。

【0049】

筒状部材３２は、例えば、図６で示されるように角筒形状であってもよく、円筒形状であってもよく、その他の筒形状であってもよい。また、筒状部材３２は、直線状に延びていてもよく、直角または他の角度に折れ曲がっていてもよく、円弧状に湾曲していてもよい。また、一対のフランジ部３１の間隔、すなわち筒状部材３２の長さは任意である。筒状部材３２の長さは特に限定されないが、例えば、５センチメートルから２メートルなどであってもよい。連結部材３０は、マイクロ波の漏洩を防止するため、例えば、マイクロ波反射性の材料によって構成されてもよい。マイクロ波反射性の材料は、例えば、金属であってもよい。金属の例示は、上記のとおりである。

【0050】

次に、図８、図９を参照して、２個のフレーム１０－３、１０－４を取付部材２０によって連結する場合について説明する。この場合には、図８で示されるように、２個のフレーム１０－３、１０－４を並べて配置する。図８では、２個のフレーム１０は連結されていないものとする。並べて配置された２個のフレーム１０は、直方体形状であり、２個の正方形状の取付部材２０と、４個の矩形状の取付部材２０とを取り付けることによって、すべての開口部１２を塞ぐことができる。図９は、並べて配置された２個のフレーム１０に６個の取付部材２０を取り付けることによって構成されたキャビティ１の一例を示す斜視図である。この場合には、４個の矩形状の取付部材２０を２個のフレーム１０に取り付けることによって、両フレーム１０を連結している。このように、取付部材２０によって複数のフレーム１０を連結する場合には、複数のフレーム１０がそれぞれ有する複数の開口部１２が１つの取付部材２０によって塞がれるように、複数のフレーム１０に１つの取付部材２０が取り付けられてもよい。なお、図９では、一例として、取付部材２０－１１が照射領域にマイクロ波を導入するためのものであり、取付部材２０－１２が開閉扉を有しており、取付部材２０－１３が金属の平板である場合について示しているが、各取付部材２０は、それら以外のものであってもよいことは言うまでもない。また、取付部材２０によって、３個以上のフレーム１０が連結されてもよい。また、取付部材２０によって連結される複数のフレーム１０は、図８、図９で示されるように直線状に配置されてもよく、後述するように、平面状に配置されてもよく、または、その他の形状（例えば、Ｌ字形状など）に配置されてもよい。

【0051】

ここでは、連結部材３０を用いて２以上のフレーム１０が連結される場合、及び取付部材２０を用いて２以上のフレーム１０が連結される場合について説明したが、それら以外の方法で２以上のフレーム１０が連結されてもよいことは言うまでもない。一例として、フレーム１０の各開口部１２にフランジ部が設けられている場合には、そのフランジ部を用いて２以上のフレーム１０の開口部１２を連結してもよい。この場合には、２個の導波管の連結と同様に、ボルト及びナットを用いて２個のフレーム１０の開口部１２が連結されてもよい。

【0052】

次に、組み立て式のキャビティ１の製造方法について説明する。まず、目的とする処理に要求される照射領域の大きさを決定し、その決定した照射領域の大きさを実現できるフレーム１０の個数を特定する。そして、２以上のフレーム１０を用いてキャビティ１を組み立てる場合には、連結部材３０を用いるかどうかも決定する。連結部材３０を用いる場合には、２以上のフレーム１０を連結部材３０によって連結する。また、連結部材３０を用いない場合、または、１個のフレーム１０からキャビティ１を組み立てる場合には、所望の個数のフレーム１０を配置する。また、１以上のフレーム１０の各開口部に取り付ける複数の取付部材２０をそれぞれ選択する。そして、１以上のフレーム１０の各開口部に、選択した取付部材２０を、ボルト１９を用いて取り付けることによって、組み立て式のキャビティ１を製造することができる。なお、連結部材３０を用いる場合には、フレーム１０への取付部材２０の取り付けと、２以上のフレーム１０の連結部材３０による連結との順序は問わない。一例として、２以上のフレーム１０を連結部材３０で連結してから、取付部材２０を取り付けてもよく、２以上のフレーム１０に取付部材２０を取り付けてから連結部材３０で連結してもよい。

【0053】

また、組み立てられたキャビティ１の分解は、例えば、ボルト１９を緩めて取付部材２０をフレーム１０から取り外し、連結部材３０が用いられている場合には、その連結部材３０もフレーム１０から取り外すことによって行われてもよい。この場合にも、取付部材２０の取り外しと、連結部材３０の取り外しとの順序は問わない。

【0054】

また、本発明の一実施形態によるキャビティ１を構成するフレームは、多面体の一部の辺に沿ったフレーム部材を有していないフレームであってもよい。図１０は、そのようなフレーム１３の一例を示す図である。図１０で示されるフレーム１３は、立方体の１１個の辺に沿ったフレーム部材１４－１～１４－１１を有しているが、立方体の残りの１個の辺に沿ったフレーム部材は有していない。なお、フレーム１３は、立方体の１個の辺に沿ったフレーム部材を有していない以外は、フレーム１０と同様のものである。

【0055】

フレーム１３において、フレーム部材１４－３、１４－６、１４－７、１４－９～１４－１１によって囲まれた開口部は、平面方向に延びる開口部ではないため、その開口部に沿った形状の取付部材２０によって塞ぐ必要がある。そのため、キャビティ１が１個のフレーム１３を有する場合には、図１１の例で示されるように、その開口部には、矩形状の平板が長手方向の真ん中で９０度曲げられた形状を有する取付部材２０－２２、すなわち金属の２個の平板を含む取付部材２０－２２が取り付けられてもよい。なお、それ以外の４個の開口部には、平面状の取付部材２０が取り付けられてもよい。平面状の取付部材２０とは、例えば、取付部材２０をフレーム１３の開口部に取り付ける箇所が、同一平面に含まれる形状の取付部材２０であってもよい。図１１では、一例として、取付部材２０－２１が照射領域にマイクロ波を導入するためのものであり、取付部材２０－１２が金属の平板を含むものである場合について示しているが、各取付部材２０が、それら以外のものであってもよいことは言うまでもない。

【0056】

次に、図１２、図１３を参照して、４個のフレーム１３－１～１３－４を取付部材２０によって連結する場合について説明する。この場合には、図１２で示されるように、４個のフレーム１３－１～１３－４を並べて配置する。図１２では、フレーム部材のない箇所が、平面視で中心となるように４個のフレーム１３が配置されている。配置された４個のフレーム１３は連結されていないものとする。並べて配置された４個のフレーム１３は、直方体形状であり、２個の正方形状の取付部材２０と、４個の矩形状の取付部材２０とを取り付けることによって、すべての開口部を塞ぐことができる。図１３は、そのようにして、並べて配置された４個のフレーム１３に６個の取付部材２０を取り付けることによって構成されたキャビティ１の一例を示す斜視図である。この場合には、２個の正方形状の取付部材２０と、４個の矩形状の取付部材２０とを４個のフレーム１３に取り付けることによって、４個のフレーム１３を連結している。なお、図１３では、一例として、取付部材２０－３１が照射領域にマイクロ波を導入するためのものであり、取付部材２０－３２が開閉扉を有しており、取付部材２０－３３が金属の平板である場合について示しているが、各取付部材２０は、それら以外のものであってもよいことは言うまでもない。この場合には、平面視で４個のフレーム１３の中心となる位置に、上下方向に延びるフレーム部材が存在しないため、直方体形状の照射領域を形成することができ、マイクロ波の照射が、中心の上下方向に延びるフレーム部材によって妨げられないようにすることができる。また、例えば、より大きい照射対象物にマイクロ波を照射することも可能となる。

【0057】

また、本発明の一実施形態によるマイクロ波照射装置２では、キャビティ１において好適なマイクロ波の照射が行われるようにするため、照射領域の容積が調整されてもよく、または、マイクロ波の周波数が調整されてもよい。まず、照射領域の容積を調整する場合について図１４を参照して説明し、マイクロ波の周波数を調整する場合について図１５を参照して後述する。

【0058】

図１４は、照射領域の容積を変更可能な組み立て式のキャビティ１を有するマイクロ波照射装置２の一例を示す模式図である。図１４において、マイクロ波照射装置２は、キャビティ１と、マイクロ波発生器４０と、導波管４１と、キャビティ１の照射領域に導入されるマイクロ波の周波数が照射領域の共振周波数となるように、容積変更部２４２ｂを制御する制御部４２とを備える。キャビティ１は、少なくとも、照射領域の容積を変更する容積変更部２４２ｂを有する取付部材２０－４２と、照射領域のマイクロ波を検波する検波器２４５ｂを有する取付部材２０－４５とを備えてもよい。キャビティ１は、それ以外の取付部材２０として、例えば、照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材２０－４１と、金属の平板である取付部材２０－４３、２０－４４などを備えていてもよい。制御部４２は、検波器２４５ｂの検波結果を用いて、照射領域において共振周波数によるマイクロ波の照射が行われるように、容積変更部２４２ｂを制御する。

【0059】

取付部材２０－４２は、図５Ａ～図５Ｃで示される取付部材２０－８と同様のものであり、枠部材２４２ａと、枠部材２４２ａに取り付けられた容積変更部２４２ｂとを有していてもよい。ただし、容積変更部２４２ｂは、棒状部材５３を長手方向に移動させるための移動機構５９を有している。移動機構５９は特に限定されないが、一例として、ラックが棒状部材５３に固定されたラックアンドピニオンと、ピニオンを回転させるモータとを有してもよい。この場合には、モータによってピニオンが回転され、それに応じてラック及び棒状部材５３が棒状部材５３の長手方向に移動してもよい。

【0060】

取付部材２０－４５は、開口部を有する金属の平板２４５ａと、その開口部を介して照射領域のマイクロ波を検波する検波器２４５ｂとを有していてもよい。検波器２４５ｂは、照射領域におけるマイクロ波の強度を測定するものであってもよい。なお、開口部からマイクロ波が漏洩しないようになっていることが好適である。

【0061】

制御部４２は、容積変更部２４２ｂの移動機構５９を制御することによって照射領域の容積を変更し、照射領域に導入されるマイクロ波の周波数が、検波器２４５ｂの検波結果を用いて特定した共振周波数となるように制御する。そのため、制御部４２は、一例として、マイクロ波発生器４０によるマイクロ波の発生が開始された後に、容積変更部２４２ｂを制御して照射領域の容積を変更可能な範囲における最小値から最大値まで変更させ、その際に検波器２４５ｂからマイクロ波の強度を取得してもよい。そして、制御部４２は、マイクロ波の強度が最大になる照射領域の容積を特定し、その特定した容積となるように容積変更部２４２ｂを制御してもよい。なお、その容積の特定は、例えば、円筒部材５１の照射領域への進入の程度の特定であってもよい。このようにすることで、共振周波数でのマイクロ波の照射を実現することができ、照射対象物により効率的にマイクロ波を照射することができるようになる。なお、移動機構５９の制御は、移動機構５９が有するモータの制御であってもよい。

【0062】

図１５は、周波数を調整可能なマイクロ波発生器４０を有するマイクロ波照射装置２の一例を示す模式図である。図１５において、マイクロ波照射装置２は、キャビティ１と、所定の周波数範囲における任意の周波数のマイクロ波を発生させることができるマイクロ波発生器４０と、導波管４１と、検波器２４５ｂの検波結果を用いて特定した照射領域の共振周波数のマイクロ波が発生されるようにマイクロ波発生器４０を制御する制御部４３とを備える。キャビティ１は、少なくとも、照射領域のマイクロ波を検波する検波器２４５ｂを有する取付部材２０－４５を備えてもよい。キャビティ１は、それ以外の取付部材２０として、例えば、照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材２０－４１と、金属の平板である取付部材２０－４３、２０－４４、２０－４６などを備えていてもよい。取付部材２０－４５は、図１４と同様のものであり、その説明を省略する。発生させるマイクロ波の周波数を変化させることができるマイクロ波発生器４０は、例えば、半導体素子を用いてマイクロ波を発生させてもよい。一例として、マイクロ波発生器４０は、２．４１ＧＨｚから２．４９ＧＨｚの範囲内で周波数を変化させることができてもよい。

【0063】

制御部４３は、一例として、マイクロ波発生器４０によるマイクロ波の発生が開始された後に、マイクロ波発生器４０を制御して、マイクロ波の周波数を変更可能な範囲における最小値から最大値まで変化させ、その際に検波器２４５ｂからマイクロ波の強度を取得してもよい。そして、制御部４３は、マイクロ波の強度が最大になる周波数、すなわち共振周波数を特定し、その特定した共振周波数のマイクロ波が発生されるようにマイクロ波発生器４０を制御してもよい。このようにすることで、共振周波数でのマイクロ波の照射を実現することができ、照射対象物により効率的にマイクロ波を照射することができるようになる。

【0064】

なお、図１４、図１５では、検波結果に基づいて照射領域の容積またはマイクロ波の周波数を制御する場合について説明したが、検波結果に代えて、マイクロ波の照射領域からの反射波の強度に基づいて照射領域の容積またはマイクロ波の周波数を制御してもよい。以下、反射波の強度に基づいて照射領域の容積を調整する場合について図１６を参照して説明し、反射波の強度に基づいてマイクロ波の周波数を調整する場合について図１７を参照して説明する。

【0065】

図１６は、照射領域からの反射波の強度に基づいて、照射領域の容積を変更するマイクロ波照射装置２の一例を示す模式図である。図１６において、マイクロ波照射装置２は、キャビティ１と、キャビティ１の照射領域からのマイクロ波の反射波の強度を測定する測定部３９と、マイクロ波発生器４０と、導波管４１と、測定部３９から反射波の強度を受け取り、その強度が小さくなるように容積変更部２４２ｂを制御する制御部４４とを備える。なお、図１６では、マイクロ波発生器４０が測定部３９を有している場合について示しているが、測定部３９は、マイクロ波発生器４０の外部に存在してもよい。マイクロ波発生器４０の外部に存在する測定部３９は、例えば、導波管４１の途中に設けられた、マイクロ波のパワーモニタであってもよい。このことは、後述する図１７においても同様であるとする。また、キャビティ１の複数の取付部材２０には、照射領域の容積を変更する容積変更部２４２ｂを有する取付部材２０－４２が含まれている。容積変更部２４２ｂは、図１４と同様のものである。それ以外の取付部材２０は、例えば、照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材２０－４１と、金属の平板である取付部材２０－４３、２０－４４、２０－４７などであってもよい。

【0066】

制御部４４は、容積変更部２４２ｂの移動機構５９を制御することによって照射領域の容積を変更し、測定部３９によって測定される反射波の強度が小さくなるようにする。そのため、制御部４４は、一例として、マイクロ波発生器４０によるマイクロ波の発生が開始された後に、容積変更部２４２ｂを制御して照射領域の容積を変更可能な範囲における最小値から最大値まで変更させ、その際に測定部３９からマイクロ波の反射波の強度を取得してもよい。そして、制御部４４は、マイクロ波の反射波の強度が最小になる照射領域の容積を特定し、その特定した容積となるように容積変更部２４２ｂを制御してもよい。このように、反射波の強度が小さくなることによって、照射領域において共振周波数でのマイクロ波の照射が行われることになり、照射対象物への効率的なマイクロ波の照射を実現することができる。なお、照射領域の容積の制御に関する他の一例として、制御部４４は、反射波の強度が局所的に最小となるように照射領域の容積を制御してもよい。具体的には、制御部４４は、反射波の強度が小さくなるように、照射領域の容積を少しずつ増加または減少させ、反射波の強度が最小となった時点で、その制御を終了してもよい。

【0067】

図１７は、照射領域からの反射波の強度に基づいて、マイクロ波の周波数を制御するマイクロ波照射装置２の一例を示す模式図である。図１７において、マイクロ波照射装置２は、キャビティ１と、キャビティ１の照射領域からのマイクロ波の反射波の強度を測定する測定部３９と、所定の周波数範囲における任意の周波数のマイクロ波を発生させることができるマイクロ波発生器４０と、導波管４１と、測定部３９から反射波の強度を受け取り、その強度が小さくなる周波数のマイクロ波が発生されるように、マイクロ波発生器４０を制御する制御部４５とを備える。キャビティ１の複数の取付部材２０には、例えば、照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材２０－４１と、金属の平板である取付部材２０－４３、２０－４４、２０－４６、２０－４７などが含まれてもよい。

【0068】

制御部４５は、一例として、マイクロ波発生器４０によるマイクロ波の発生が開始された後に、マイクロ波発生器４０を制御して、マイクロ波の周波数を変更可能な範囲における最小値から最大値まで変化させ、その際に測定部３９からマイクロ波の反射波の強度を取得してもよい。そして、制御部４５は、マイクロ波の反射波の強度が最小になる周波数を特定し、その特定した周波数のマイクロ波が発生されるようにマイクロ波発生器４０を制御してもよい。このように、反射波の強度が小さくなることによって、照射領域において共振周波数でのマイクロ波の照射が行われることになり、照射対象物への効率的なマイクロ波の照射を実現することができる。なお、マイクロ波の周波数の制御に関する他の一例として、制御部４５は、反射波の強度が局所的に最小となるようにマイクロ波の周波数を制御してもよい。具体的には、制御部４５は、反射波の強度が小さくなるように、マイクロ波の周波数を少しずつ増加または減少させ、反射波の強度が最小となった時点で、その制御を終了してもよい。

【0069】

また、照射領域の容積の変更以外によって照射領域におけるマイクロ波の電界分布が変更された場合にも、共振周波数及び反射波の強度は変化する。そのため、図１４、図１６において、キャビティ１は、照射領域におけるマイクロ波の電界分布を変更する分布変更部を有する取付部材２０を有していてもよく、制御部４２は、照射領域に導入されるマイクロ波の周波数が共振周波数となるように分布変更部を制御してもよく、制御部４４は、反射波の強度が小さくなるように分布変更部を制御してもよい。分布変更部は、一例として、容積変更部２４２ｂであってもよく、図５Ｄで示される、板状部材５８を移動可能なものであってもよく、スリースタブチューナ、またはＥＨチューナなどのマイクロ波のチューナであってもよく、照射領域におけるマイクロ波の電界分布を変更することができるその他の構成であってもよい。制御部４２、４４による分布変更部の制御は、容積変更部２４２ｂに対する制御と同様に行われてもよい。一例として、制御部４２、４４は、分布変更部を制御して照射領域におけるマイクロ波の電界分布を変更させ、その際にマイクロ波の強度が最大になる電界分布、または反射波の強度が最小になる電界分布を特定し、その特定した電界分布となるように分布変更部を制御してもよい。このように、分布変更部を制御することによっても、照射領域において共振周波数によるマイクロ波の照射を実現することができる。

【0070】

なお、図１４～図１７では、立方体形状のキャビティ１が用いられる場合について説明したが、他の形状のキャビティ１が用いられてもよい。また、図１４～図１７のキャビティ１において、任意の取付部材２０については、図１４～図１７で示されたもの以外が用いられてもよい。

【0071】

以上のように、本発明の一実施形態によるキャビティ１は組立式であるため、任意の個数のフレーム１０、１３を組み合わせることによって、所望の内容積を有するキャビティ１を構成することができる。また、所望の機能を有する取付部材２０をフレーム１０、１３に取り付けることによって、所望の機能を有するキャビティ１を構成することもできる。また、キャビティ１は組立式であるため、不要になった際には分解することができ、分解後のフレーム１０、１３、及び取付部材２０は、他のキャビティ１を組み立てるための構成要素として再利用することができる。また、キャビティ１が、照射領域の容積を変更するための取付部材２０を有する場合には、その取付部材２０によって照射領域の容積を変更することも可能である。

【0072】

また、本発明の一実施形態によるキャビティ１が有するフレーム１０、１３の２以上の開口部の形状及びサイズが同じである場合には、取付部材２０の形状及びサイズを揃えることができ、用意する取付部材２０の形状及びサイズのバリエーションを減らすことができる。

【0073】

また、本発明の一実施形態によるキャビティ１では、照射領域におけるマイクロ波の電界分布を変更することによって、または発生されるマイクロ波の周波数を変更することによって、共振周波数によるマイクロ波の照射を実現することができ、照射対象物に効率的にマイクロ波を照射することができるようになる。

【0074】

また、以上の実施形態は、本発明を具体的に実施するための例示であって、本発明の技術的範囲を制限するものではない。本発明の技術的範囲は、実施の形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲の文言上の範囲及び均等の意味の範囲内での変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0075】

１ キャビティ
２ マイクロ波照射装置
１０、１３ フレーム
１１、１１－１～１１－１２、１４、１４－１～１４－１１ フレーム部材
２０、２０－１～２０－８、２０－１１～２０－１３、２０－２１、２０－２２、２０－３１～２０－３３、２０～４１～２０－４７ 取付部材
３０ 連結部材
３９ 測定部
４０ マイクロ波発生器
４２、４３、４４、４５ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【手続補正書】

【提出日】2024-03-15

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部にマイクロ波の照射領域を有する組み立て式のキャビティであって、
多面体の少なくとも一部の辺に沿った複数のフレーム部材を有する１個または２個以上のフレームと、
前記１個または２個以上のフレームの複数の開口部を塞ぐように着脱可能に取り付けられた複数の取付部材と
を備え、
前記複数の取付部材は、前記照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材であって、マイクロ波の伝送手段が接続される取付部材を含む。

【請求項2】

請求項１記載のキャビティであって、
前記１個または２個以上のフレームの複数の開口部の形状及びサイズは同じである。

【請求項3】

請求項１記載のキャビティであって、
前記多面体は、立方体である。

【請求項4】

請求項１記載のキャビティであって、
前記１個または２個以上のフレームは、２個以上のフレームを備えており、
前記キャビティは、前記２個以上のフレームを連結する連結部材をさらに備える。

【請求項5】

請求項１記載のキャビティであって、
前記１個または２個以上のフレームは、２個以上のフレームを備えており、
前記２個以上のフレームは前記取付部材によって連結される。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか記載のキャビティであって、
前記複数の取付部材は、金属の平板を含む取付部材、前記照射領域の容積を変更するための取付部材、前記照射領域のマイクロ波の電界分布を変更するための取付部材、孔を有する取付部材、覗き窓を有する取付部材、及び、開閉扉を有する取付部材から選択される１以上の取付部材をさらに含む。

【請求項7】

請求項１から請求項５のいずれか記載のキャビティと、
前記照射領域に導入されるマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と
を備えたマイクロ波照射装置であって、
前記複数の取付部材は、
前記照射領域のマイクロ波を検波する検波器を有する取付部材と、
前記照射領域のマイクロ波の電界分布を変更する分布変更部を有する取付部材と
を含み、
前記照射領域に導入されるマイクロ波の周波数が、前記検波器の検波結果を用いて特定した前記照射領域の共振周波数となるように前記分布変更部を制御する制御部をさらに備える。

【請求項8】

内部にマイクロ波の照射領域を有する組み立て式のキャビティの製造方法であって、
多面体の少なくとも一部の辺に沿った複数のフレーム部材を有する１個または２個以上のフレームの複数の開口部を塞ぐように複数の取付部材を前記フレームに着脱可能に取り付ける工程を含み、
前記複数の取付部材は、前記照射領域にマイクロ波を導入するための取付部材であって、マイクロ波の伝送手段が接続される取付部材を含む。