微波处理装置、微波处理方法以及化学反应方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种微波处理装置，具有：空腔共振器，具有形成微波的驻波的空腔；以及电介质部，占据所述空腔的容积的5分之1以上地配置于该空腔，在所述空腔共振器内通到该空腔共振器中的至少一端面侧地配置被处理对象物，利用所述驻波对所述被处理对象物进行处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微波处理装置、微波处理方法以及化学反应方法
本专利技术涉及微波处理装置、微波处理方法以及化学反应方法。
技术介绍
微波的利用从如微波炉那样的家庭用变广，之后，作为工业用的加热系统研究了实用性的开发、利用。通过微波照射而被加热对象物直接发热，所以具有能够在短时间内加热，另外能够减少由导热所引起的温度不均的优点。进而，具有能够以非接触的方式加热、能够仅对微波吸收良好的物体选择性地进行加热等优点。作为电磁波的微波的能量强度按照波长周期变化，所以容易产生加热不均。因此，实行通过在时间上使被加热对象物的位置移动来使电磁波漫反射等对策的情形较多。为了应对该加热不均的问题，研究了利用微波的驻波。例如，在专利文献1中，记载有使用了空腔共振器的微波加热装置。在该技术中，在圆筒型的空腔共振器内产生与中心轴平行的轴对象微波电场，在配置于电场强度集中的部分的圆管内进行化学反应。另外在专利文献2中，记载有如下流通型的微波利用化学反应装置，该微波利用化学反应装置沿着形成于空腔共振器内的单模驻波的电场强度极大的部分而配置流通管，使流体在流通管内流通，从而迅速且均匀地加热该流体。另外在专利文献3中，记载有使用以使微波产生器的振荡频率与空腔共振器的当前的共振频率一致的方式控制的反馈控制单元。由此，能够始终维持TM010的共振状态，进行高精度的热处理。通过这样使用空腔共振器，从而在内部形成驻波而均匀、高效地加热被加热对象物的技术被开发。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-322582号公报专利文献2：日本特开2010-207735号公报专利文献3：日本特开2009-80997号公报
技术实现思路
但是，在上述各专利文献所记载的技术中，为了形成微波的驻波，在空腔共振器中需要一定的空间。这是因为需要用于形成与供给的微波的波长相应的驻波的微波照射区域。因此，当空腔共振器大时，当然无法实现微波处理装置的小型化。这成为关于微波处理装置的应用范围无法忽视的制约。本专利技术的课题在于实现利用了驻波的微波处理装置的小型化。本专利技术者们鉴于上述课题而专心反复研究，其结果，发现通过在空腔共振器内配置电介质，能够充分缩短驻波的形成所需的微波的波长，其结果，即使使共振器小型化也能够形成所期望的驻波。本专利技术根据这些知识进一步反复研究，达到完成。即，本专利技术的上述课题利用下述手段来解决。[1]一种微波处理装置，具有：空腔共振器，具有形成微波的驻波的空腔；以及电介质部，占据所述空腔的容积的5分之1以上地配置于该空腔，在所述空腔共振器内配置能够相对于该空腔共振器的内部出入的被处理对象物，利用所述驻波对所述被处理对象物进行处理。[2]根据[1]所记载的微波处理装置，其中，在将所述被处理对象物的介电损耗率设为εm”、将所述电介质部的介电损耗率设为εd”时，εm”>εd”。[3]根据[1]或者[2]所记载的微波处理装置，其中，所述被处理对象物配置于所述空腔共振器内的电场强度或磁场强度为极大的位置。[4]根据[1]～[3]中的任意一项所记载的微波处理装置，其中，所述被处理对象物在配置于所述空腔共振器内的管内配置，利用微波对填充于该管或者连续地导入到该管的该被处理对象物进行处理。[5]根据[1]～[4]中的任意一项所记载的微波处理装置，其中，在将所述空腔共振器的共振频率设为f、将真空中的光速设为c时，在空气中传播的微波的波长λ表示成λ＝c/f，所述空腔的最大尺寸L1满足[6]根据[1]～[5]中的任意一项所记载的微波处理装置，其中，在将在空气中传播的微波的波长设为λ、将作为所述空腔的内容积V的立方根而计算出的该空腔共振器的等效容积球的直径设为L2时，所述空腔共振器满足[7]根据[1]～[6]中的任意一项所记载的微波处理装置，其中，所述空腔共振器为形成TMmn0模式的驻波的所述空腔的直径为D且高度为H的圆筒型共振器，在将该空腔共振器的共振频率设为f、将真空中的光速设为c时，在空气中传播的微波的波长λ用λ＝c/f表示，满足其中，m设为0以上的整数，n设为1以上的整数。[8]根据[1]～[6]中的任意一项所记载的微波处理装置，其中，所述空腔共振器为形成TMmn0模式的驻波的所述空腔的宽度为W1、进深为W2且高度为H的矩形型共振器，在将该空腔共振器的共振频率设为f、将真空中的光速设为c时，在空气中传播的微波的波长λ用λ＝c/f表示，满足且满足其中，m设为0以上的整数，n设为1以上的整数。[9]根据[1]～[6]中的任意一项所记载的微波处理装置，其中，所述空腔共振器为形成TMmn0模式的驻波的所述空腔的剖面面积为S且高度为H的多边形型共振器，在将该空腔共振器的共振频率设为f、将真空中的光速设为c时，在空气中传播的微波的波长λ用λ＝c/f表示，所述剖面面积S的平方根的值L3满足其中，m设为0以上的整数，n设为1以上的整数。[10]根据[1]～[6]中的任意一项所记载的微波处理装置，其中，所述空腔共振器为形成TEl0n模式的驻波的矩形型共振器，在将所述空腔内的微波行进方向的长度设为Lm、将电场变化的方向的长度设为Le、将该空腔共振器的共振频率设为f、将真空中的光速设为c时，在空气中传播的微波的波长λ用λ＝c/f表示，满足且满足其中，l、n设为1以上的整数。[11]根据[1]～[10]中的任意一项所记载的微波处理装置，其中，所述电介质部的相对介电常数为1.5以上，介电损耗率为0.1以下。[12]根据[1]～[11]中的任意一项所记载的微波处理装置，其中，所述被处理对象物为气体、液体或者固体。[13]根据[1]～[12]中的任意一项所记载的微波处理装置，其中，所述微波处理装置为利用微波对所述被处理对象物进行处理而发生化学反应的化学反应装置。[14]一种微波处理方法，其中，所述微波处理方法包括使用[1]～[13]中的任意一项所记载的微波处理装置，利用微波的驻波对所述被处理对象物进行处理。[15]一种化学反应方法，其中，所述化学反应方法包括通过使用[1]～[13]中的任意一项所记载的微波处理装置对所述被处理对象物进行处理，从而发生化学反应。本专利技术的微波处理装置能够实现小型化，应用范围广，另外能够对被处理对象物以高能量密度照射微波的驻波。附图说明图1是示意地示出本专利技术的微波处理装置的优选的一个实施方式的附图，(A)是用横截面示出上部的立体图、以及(B)是包括(A)所示的空腔共振器的A-A线的位置处的纵剖视图。图2是示意地示出矩形型空腔共振器的优选的一个实施方式的附图，(A)是用横截面示出上部的立体图、以及(B)是包括(A)所示的空腔共振器的B-B线的位置处的纵剖视图。图3是示意地示出多边形型空腔共振器的优选的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波处理装置，具有：/n空腔共振器，具有形成微波的驻波的空腔；以及/n电介质部，占据所述空腔的容积的5分之1以上地配置于该空腔，/n在所述空腔共振器内配置能够相对于该空腔共振器的内部出入的被处理对象物，/n利用所述驻波对所述被处理对象物进行处理。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171128 JP 2017-2284741.一种微波处理装置，具有：
空腔共振器，具有形成微波的驻波的空腔；以及
电介质部，占据所述空腔的容积的5分之1以上地配置于该空腔，
在所述空腔共振器内配置能够相对于该空腔共振器的内部出入的被处理对象物，
利用所述驻波对所述被处理对象物进行处理。


2.根据权利要求1所述的微波处理装置，其中，
在将所述被处理对象物的介电损耗率设为εm”、将所述电介质部的介电损耗率设为εd”时，εm”>εd”。


3.根据权利要求1或者2所述的微波处理装置，其中，
所述被处理对象物配置于所述空腔共振器内的电场强度或磁场强度为极大的位置。


4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的微波处理装置，其中，
所述被处理对象物在配置于所述空腔共振器内的管内配置，利用微波对填充于该管或者连续地导入到该管的该被处理对象物进行处理。


5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的微波处理装置，其中，
在将所述空腔共振器的共振频率设为f、将真空中的光速设为c时，在空气中传播的微波的波长λ表示成λ＝c/f，所述空腔的最大尺寸L1满足


6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的微波处理装置，其中，
在将在空气中传播的微波的波长设为λ、将作为所述空腔的内容积V的立方根而计算出的该空腔共振器的等效容积球的直径设为L2时，所述空腔共振器满足


7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的微波处理装置，其中，
所述空腔共振器为形成TMmn0模式的驻波的所述空腔的直径为D且高度为H的圆筒型共振器，在将该空腔共振器的共振频率设为f、将真空中的光速设为c时，在空气中传播的微波的波长λ用λ＝c/f表示，满足其中，m设为0以上的整数，n设为1以上的整数。


8.根据权利要求1～6中的任意一项所述的微波处理装置，其中，
所述空腔共振器为形...

【专利技术属性】
技术研发人员：西冈将辉，宫川正人，
申请(专利权)人：国立研究开发法人产业技术综合研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP