KR20080087821A - 마이크로파 가열 장치 - Google Patents
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Abstract
가열 및 건조 장치는 균일하게 가열하는 물질을 위한 노출 챔버를 형성하는 대체로 장방형의 도파관 어플리케이터를 구비한다. 가열되는 물질은 챔버의 대향 단부에서 입구 및 출구 포트를 통해 챔버의 마이크로파 노출 영역에 도입 및 배출된다. 예시적인 기술은, 1) 챔버 측벽의 외측으로 돌출하는 통로, 2) 챔버의 상부벽과 하부벽을 따라 형성된 릿지, 3) 벨트의 에지 근방의 컨베이어의 길이를 따라 연장되는 금속 블록, 4) 챔버의 중앙에서 물질의 가열을 강화하는 코너 블록, 5) 상부 또는 하부 도파관 벽에 형성된 도머, 6) 경사진 도파관 세그먼트, 7) 가상의 짧은 플레이트와 가상의 도파관 벽, 및 8)하나 이상의 챔버를 갖는 다단의 히터를 구비한다.
Description
본 발명은 일반적으로 마이크로파 가열 및 건조 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 물질이 이송되어 균일한 마이크로파 가열을 받는 노출 챔버를 형성하는 도파관 어플리케이터(waveguide applicator)에 관한 것이다.
다수의 연속 흐름 마이크로파 오븐에 있어서, 평면형 제품 또는 물질층(bed of material)은 파의 전파방향으로 또는 그 반대방향으로 도파관 어플리케이터를 통과한다. 이들 오븐은 일반적으로 제품 레벨에 있는 상부벽과 하부벽 사이의 도파관 어플리케이터 중간 지점의 폭을 가로질러 가열 프로파일 내의 피크를 제공하도록 TE10 모드에서 작동된다. 이는 제품의 비교적 균일한 가열을 성취하기 위해 보다 단순화시킨다. 그러나, TE10 모드 어플리케이터는 폭에 제한된다. 폭이 있는 제품 하중을 수용하는 것은 별개의 슬롯 형성된 TE10 어플리케이터 또는 단일 폭 어플리케이터의 나란한 배치를 필요로 한다. 나란한 배치는 단일 폭 어플리케이터보 다 형성 및 서비스에 어려움이 있지만, 폭 어플리케이터는 제어가 어려울 수 있는 고차 모드(high order mode)를 지지한다. 그 결과, 제품의 폭을 가로지르는 불균일한 가열이 된다.
이에 따라, 폭 제품 하중을 균일하게 가열할 수 있는 연속 흐름의 마이크로파 오븐에 대한 필요성이 있다.
이러한 필요성은 본 발명의 특징에 따른 마이크로파 가열 장치에 의해 충족된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 가열 장치는 높이가 상부벽으로부터 하부벽으로 그리고 폭이 제 1 측벽으로부터 제 2 측벽으로 연장되는 도파관을 포함한다. 도파관은 그 길이의 일부를 따라 대체로 장방형 단면을 갖는 노출 챔버를 형성한다. 마이크로파 공급원은 노출 챔버를 통해 도파관의 길이를 따라 파의 전파방향으로 전파하는 전자기파의 형태로 전자기 에너지를 노출 챔버에 공급한다. 노출 챔버는 제 1 단부로부터 제 2 단부로 파의 전파방향으로 연장된다. 제 1 포트는 도파관을 통해 노출 챔버 내로 제 1 단부로 개방하고, 제 2 포트는 도파관을 통해 노출 챔버 내로 제 2 단부로 개방한다. 폭이 제 1 에지로부터 제 2 에지로 연장되는 컨베이어는 제 1 및 제 2 포트를 거쳐 파의 전파방향으로 이송 경로를 따라 노출 챔버를 통과한다. 컨베이어는 노출 챔버 내의 전자기 에너지에 의해 가열되는 물질을 이송한다. 제 1 측벽은 제 1 포트로부터 상부벽과 하부벽 사이의 제 2 포트로 연장되는 제 1 통로를 형성하고, 제 2 측벽은 컨베이어의 제 1 및 제 2 에지를 수용하도록 제 1 포트로부터 노출 챔버의 폭을 가로질러 제 1 통로 반대측에 있는 제 2 포트로 연장되는 제 2 통로를 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 마이크로파 가열 장치는 그 길이의 일부를 따라 노출 챔버를 형성하는 도파관을 포함한다. 마이크로파 공급원은 노출 챔버를 통해 도파관의 길이를 따라 파의 전파방향으로 전파하는 파장(λ)의 전자기파의 형태로 전자기 에너지를 노출 챔버에 공급한다. 도파관은 대체로 장방형 단면을 갖고 노출 챔버 내에 형성하는 상부벽, 하부벽 및 제 1 및 제 2 측벽을 구비한다. 단면의 폭은 측벽 사이에서 측정되고, 높이는 상부벽과 하부벽 사이에서 λ 미만이다. 노출 챔버는 제 1 단부로부터 제 2 단부로 파의 전파방향으로 연장된다. 가열되는 물질을 노출 챔버에 도입하는 제 1 포트는 제 1 단부에서 도파관 내에 형성된다. 가열되는 물질을 전자기 에너지에 노출시키는 마이크로파 노출 영역은 길이가 제 1 포트와 제 2 단부 사이에서 그리고 폭이 제 1 측벽으로부터 제 2 측벽으로 연장한다. 제 1 및 제 2 측벽은 상부벽에 연결하는 상부와, 하부벽에 연결하는 하부를 갖는다. 제 1 및 제 2 측벽의 상부 사이의 거리는 하부 사이의 거리와 상이하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 마이크로파 가열 장치는 그 길이의 일부를 따라 노출 챔버를 형성하는 도파관을 포함한다. 마이크로파 공급원은 노출 챔버를 통해 도파관의 길이를 따라 파의 전파방향으로 전파하는 파장(λ)의 전자기파의 형태로 전자기 에너지를 노출 챔버에 공급한다. 도파관은 대체로 장방형 단면을 갖고 노출 챔버 내에 형성하는 상부벽, 하부벽 및 제 1 및 제 2 측벽을 구비한다. 단면의 폭은 측벽 사이에서 λ/2 이상이고, 높이는 상부벽과 하부벽 사이에서 λ 미만이다. 노출 챔버는 제 1 단부로부터 제 2 단부로 파의 전파방향으로 연장된다. 가열되는 물질을 노출 챔버에 도입하는 제 1 포트는 제 1 단부에서 도파관 내에 형성된다. 노출 챔버 내의 제 1 포트는 도파관을 통해 제 1 단부에 형성되고, 제 2 포트는 도파관을 통해 제 2 단부에 형성된다. 제 1 및 제 2 포트는 가열되는 물질을 전자기 에너지에 노출시키는 마이크로파 노출 영역을 그 사이에 형성한다. 노출 영역은 폭이 제 1 측벽으로부터 제 2 측벽으로 연장된다. 제 1 릿지는 마이크로파 노출 영역에 근접한 제 1 측벽으로부터 노출 챔버의 길이의 적어도 일부를 따라 연장된다. 반대측의 제 2 릿지는 제 1 및 제 2 측벽 근방의 물질의 가열을 강화하도록 제 2 측벽으로부터 연장된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 마이크로파 가열 장치는 제 1 도파관과 제 1 도파관을 포함한다. 제 1 도파관은, 그 길이의 일부를 따라, TE2m 전자기파를 지지하도록 치수설정된 대체로 장방형의 단면을 갖는 제 1 노출 챔버를 형성한다. 제 2 도파관은, 그 길이의 일부를 따라, TEln 전자기파를 지지하도록 치수설정된 대체로 장방형의 단면을 갖는 제 2 노출 챔버를 형성한다. 적어도 하나의 마이크로파 공급원은 노출 챔버를 통해 도파관의 길이를 따라 파의 전파방향으로 전파하는 전자기파의 형태로 전자기 에너지를 제 1 및 제 2 노출 챔버에 공급한다. 노출 챔버는 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 파의 전파방향으로 연장된다. 제 1 포트는 도파관을 통해 노출 챔버 내로 제 1 단부에 형성되고, 제 2 포트는 가열되는 물질을 전자기파에 노출하는 제 1 및 제 2 포트 사이의 노출 챔버 각각에 있는 마이크로파 노출 영역을 형성하도록 제 2 단부에 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 마이크로파 가열 장치는, 그 길이의 일부를 따라 상부벽, 하부벽 및 제 1 및 제 2 측벽에 의해 형성되는 대체로 장방형의 단면을 갖는 노출 챔버를 형성하는 도파관을 포함한다. 마이크로파 공급원은 노출 챔버를 통해 도파관의 길이를 따라 파의 전파방향으로 전파하는 전자기파의 형태로 전자기 에너지를 노출 챔버에 공급한다. 전자기파는 노출 챔버를 가로질러 제 1 측벽으로부터 제 2 측벽으로 연장되는 전계 라인(electric field line)을 갖는다. 노출 챔버는 제 1 단부로부터 제 2 단부로 파의 전파방향으로 연장된다. 제 1 포트는 도파관을 통해 노출 챔버 내로 제 1 단부에 형성된다. 제 2 포트는 도파관을 통해 제 2 단부에 형성된다. 컨베이어는 제 1 및 제 2 포트를 거쳐 파의 전파방향을 따라 노출 챔버를 통해 물질을 이송한다. 컨베이어는 노출 챔버의 제 1 측벽 근방의 제 1 에지로부터 노출 챔버의 제 2 측벽에 근접한 제 2 에지로 폭이 연장된다. 제 1 릿지는 노출 챔버의 길이를 따라 컨베이어의 제 1 에지에 근접한 제 1 측벽으로부터 연장되고, 반대측의 제 2 릿지는 제 1 및 제 2 측벽 근방의 물질의 가열을 강화하도록 제 2 측벽으로부터 연장된다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 마이크로파 가열 장치는, 그 길이의 일부를 따라, 마이크로파 공급원에 의한 전자기 에너지가 공급된 노출 챔버를 형성하는 도파관을 포함한다. 전자기 에너지는 노출 챔버를 통해 도파관의 길이를 따라 파의 전파방향으로 전파하는 파장(λ)의 전자기파의 형태이다. 도파관은 측벽 사이에서 λ/2 미만의 폭, 및 상부벽과 하부벽 사이에서 λ 미만의 높이를 갖는 대체로 장방형의 단면을 형성하는 상부벽, 하부벽, 및 제 1 및 제 2 측벽을 구비한다. 노출 챔버는 제 1 단부로부터 제 2 단부로 파의 전파방향으로 연장된다. 제 1 포트는 도파관을 통해 노출 챔버 내로 제 1 단부에 형성되고, 제 2 포트는 제 1 측벽으로부터 가열되는 물질을 전자기 에너지에 노출하는 제 2 측벽으로 제 1 및 제 2 포트 사이에 마이크로파 노출 영역을 형성하도록 제 2 단부에 형성된다. 제 1 릿지는 노출 챔버의 길이의 적어도 일부를 따라 마이크로파 노출 영역에 근접한 제 1 측벽으로부터 연장되고, 반대측의 제 2 릿지는 제 1 및 제 2 측벽 근방의 물질의 가열을 강화하도록 제 2 측벽으로부터 연장된다.
본 발명의 특징 및 이점은 하기의 상세한 설명, 청구범위 및 도면을 참조하면 보다 잘 이해된다.
도 1은 본 발명의 특징에 따른 측방향 리세스를 갖는 도파관 노출 챔버를 구비한 마이크로파 가열 장치의 일 실시예의 사시도,
도 2는 2-2선을 따라 취한 도 1의 노출 챔버의 단면도,
도 3은 본 발명의 특징에 따른 측방향 통로를 갖는 도파관 노출 챔버를 구비한 마이크로파 가열 장치의 다른 실시예의 사시도,
도 4A 및 도 4B는 변형례의 선택적인 블록 구성을 갖는 4-4선을 따라 취한 도 3의 챔버의 단면도,
도 5는 본 발명의 특징에 따른 약간 좁은 하측 챔버 영역을 갖는 마이크로파 가열 장치의 다른 실시예의 사시도,
도 6은 개선된 에지 가열을 위한 측면 블록을 도시한, 6-6선을 따라 취한 도 5의 챔버의 단면도,
도 7은 본 발명의 특징에 따른 장방형 단면을 갖는 도파관 노출 챔버를 구비한 마이크로파 가열 장치의 다른 실시예의 사시도,
도 8은 보다 양호한 에지 가열에 사용되는 측면 블록을 도시한, 8-8선을 따라 취한 도 7의 노출 챔버의 단면도,
도 9는 노출 챔버 내에 약간 상이한 블록 구성을 갖는 도 8에서와 같은 마이크로파 가열 장치의 다른 실시예의 단면도,
도 10은 본 발명의 특징에 따른 개선된 중간 제품 가열을 위한 노출 챔버의 길이를 따라 연장되는 도머(dormer)를 구비한 마이크로파 가열 장치의 다른 실시예의 단면도,
도 11은 본 발명의 특징에 따른 가열되는 물질 내의 마이크로파 에너지 분포를 제어하고 도파관 노출 챔버를 조정하는 가상의 짧은 플레이트 바아를 구비한 마이크로파 가열 장치의 부분 절결 사시도,
도 12는 12-12선을 따라 취한 도 11의 챔버의 단면도,
도 13은 본 발명의 특징에 따른 노출 챔버 내의 이격된 바아에 의해 형성된 측벽 통로 및 가상의 도파관 벽을 구비한 마이크로파 가열 장치의 부분 절결 사시도,
도 14는 측벽 통로 없는 마이크로파 가열 장치의 도 13에서와 같은 사시도,
도 15는 본 발명의 특징에 따른 경사진 도파관 노출 영역을 구비한 마이크로파 가열 장치의 다른 실시예의 사시도,
도 16은 본 발명의 특징에 따른 단일 마이크로라 공급원으로부터 공급된 평행 마이크로파 노출 챔버의 사시도,
도 17은 본 발명의 특징에 따른 2단계의 캐스케이드형 도파관 노출 영역(two-stage, cascaded waveduide exposure region)을 구비한 마이크로파 가열 장치의 다른 실시예의 사시도,
도 18은 도 1에서와 같은 마이크로파 가열 장치를 위한 경사진 굽힘형 세그먼트의 측면도.
본 발명의 특징에 따른 마이크로파 가열 장치의 일 실시예를 도 1 및 도 2에 도시한다. 가열 장치(20)는 대체로 장방형의 단면을 갖는 U자형의 도파관(22)을 구비한다["장방형 도파관(rectangular waveguide)"은 완전한 4개 측면의 기하학적 형상인 직사각형이 아니라, 단면이 코너를 가지지 않는 원형 또는 타원형의 도파관과는 대조적으로 단면이 다수의 코너를 가질 수 있는 도파관을 포함하는 것으로 광범위하게 사용된다]. 도파관의 일부는 가열되는 물질(26)을 컨베이어[예컨대, 벨트 컨베이어(28)] 상에서 이송하는 노출 챔버(24)를 형성한다. 마이크로파 공급원(30)(예컨대, 마그네트론)은 발사 장치(launcher)(32)와 도파관 굽힘형 세그먼 트(34)를 통해 마이크로파 에너지를 노출 챔버에 공급한다. 마이크로파 에너지는 제1 단부(38)로부터 제 2 단부(39)로 전파방향(36)으로 노출 챔버를 통해 전파한다. 컨베이어는 노출 챔버의 단부를 표시하는 만곡형 도파관 벽에 형성된 입구 및 출구 포트(40, 41)를 통해 전파방향 또는 그 반대방향으로 챔버 내외부로 이송 경로를 따라 전진한다. 컨베이어는 2개의 포트 사이의 챔버 내의 마이크로파 노출 영역(45)을 통해 가열되는 물질을 이송한다. 마이크로파 노출 영역은 일반적으로 물질이 노출 챔버 내에 차지하는 용적이고, 노출 영역의 배향은 제 1 및 제 2 포트를 통해 축(37)에 의해 형성된다. 컨베이어 위의 입구 및 출구 터널(43, 43)은 개방된 포트를 통해 방사선이 누출되는 것을 방지하도록 포트에 있는 도파관으로부터 초크(chokes)(도시하지 않음)에 이르게 한다. 제 2 도파관 굽힘형 세그먼트(35)는 챔버 내의 반사 및 정상파를 최소화하도록 챔버로부터 매치된 임피던스 하중(44)으로 마이크로파 에너지를 안내한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 챔버 내의 도파관의 단면은 대체로 장방형이다. 도파관은 높이가 상부벽(46)으로부터 하부벽(47)으로 그리고 폭이 대향되는 측벽(48, 49) 사이에서 연장된다. 측벽 내에 형성된 외측 돌출형 통로(50, 51)는 제 1 포트로부터 제 2 포트로 노출 챔버의 길이를 연장한다. 본 예에서의 2개의 측부 상에서 폐쇄된 것으로 도시된 통로는 컨베이어 벨트(28)의 대향하는 측면 에지(52, 53)를 수용한다. 이러한 방식에 있어서, 이송된 물질은 챔버의 측벽에 가까운 벨트의 폭을 가로질러 연장될 수 있다. 벨트 상의 측면 가드(54)는 이송되는 물질이 측면 에지 상에 떨어지는 것을 방지한다. 포트 및 통로는 상부벽과 하부벽 사이의 중간 지점에 대해 노출 영역 내에서 가열되는 물질을 배치하는 레벨로 존재하는 것이 바람직하다. 변형례로서, 챔버는 합판 시트 등의 물질을 가열하기 위해 컨베이어 없이 이용될 수 있으며, 물질의 에지는 노출 영역을 통해 컨베이어를 이동시킬 필요성 없이 통로 내에 지지될 수 있다. 변형례로서, 챔버는 가열되는 물질을 노출 영역에 도입 및 배출하는 단일의 포트만을 갖는다. 측벽 간에 지향된 전계 라인을 갖는 TE10 모드 전자기파(55)에 또는 그 근방에 물질을 배치하는 것은 가열을 최대화시킨다.
가열 장치의 다른 실시예를 도 3에 도시한다. 가열 장치(56)는 도 1의 가열 장치보다 높은 처리량을 제공하기 위해 보다 폭이 넓은 재료 하중을 수용하는 폭 넓은 가열 챔버(58)를 갖는다. 경사진 도파관 세그먼트(60, 61)는 노출 챔버를 마이크로파 발사 장치(32)와 종결 하중(44)에 연결한다. 도 4A 및 도 4B에 도시한 바와 같이, 도파관의 대체로 장방형의 단면은 TE10 위의 모드를 갖는 TEln 전자기파를 지지하도록 치수설정된다. 이에 따라, 대향하는 측벽(62, 63) 사이의 도파관의 폭은 마이크로파 공급원(30)에 의해 공급되는 전자기파의 파장(λ)의 반 이상이 바람직하다. 대향하는 상부벽(64)과 하부벽(65) 사이의 노출 챔버의 높이는 다수의 모드 TEln 파를 지지하도록 전자기파의 파장 미만이 바람직하다. 도 1의 노출 챔버와 마찬가지로, 폭 넓은 노출 챔버는 컨베이어 벨트(28)의 측면 에지를 수용하도록 측면 통로(50, 51)와 함께 도시된다. 본 예에 있어서, 컨베이어는 상부벽과 하부벽 사이의 중간지점에 가상의 평면(59)으로부터 수직방향으로 오프셋된 레벨로 터 널(42, 43)을 통해 챔버를 도입 및 배출한다. 오프셋은 전자기장 내의 바람직한 위치에 이송되는 물질을 위치시키는데 이용된다. 축(38)에 의해 형성된 바와 같은 이송 경로 또는 마이크로파 노출 영역이 도 3에서 챔버의 가상의 중간 평면에 평행하고 오프셋된 것으로 도시되지만, 각을 이룬 축(37')에 의해 형성된 바와 같은 경로 또는 마이크로파 노출 영역은 소정의 가열 효과를 성취하도록 각도로 배치된 터널(42', 43')에 의한 점선으로 도시한 바와 같이 평면에 경사지게 배치될 수도 있다.
도 4A 및 도 4B는 노출 챔버 내에서 다른 가열 효과를 성취하기 위한 변형례를 도시한다. 도 4A에 있어서, 측벽 사이의 상부벽과 하부벽의 중간 지점에 서로 직경방향 반대측으로 부착된 상측 및 하측 금속 릿지(66, 67)는 에지 가열을 강화하도록 측벽 쪽으로 가열 전자기 에너지를 편향시키는 경향이 있다. 또한, 릿지는 길이의 일부만을 따라 또는 챔버의 전체 길이를 따라 연속적일 수 있다. 또한, 릿지는 분할되거나, 또는 가열되는 물질의 유전 특정 및 소정의 가열 효과에 따르는 챔버의 길이를 따라 형상을 포함하는 단면이 변경될 수 있다. 하나 이상의 하부 릿지는 컨베이어의 필요성 없이 마이크로파 노출 영역 내에 목재 시트 등의 강성의 물질을 지지하는데 이용될 수 있다.
도 4B에 도시한 바와 같이, 노출 챔버를 형성하는 도파관의 코너에 부착된 금속 코너 블록(68, 69)은 컨베이어 벨트의 중앙으로 이송되는 물질의 가열을 강화한다. 블록은 측벽으로부터 멀리 그리고 챔버의 중앙으로 가열 에너지를 지향시킨다. 도 4A의 릿지와 마찬가지로, 코너 블록은 챔버의 길이를 따라 부분적으로 또 는 전체적으로 연장될 수 있고, 단면이 변경될 수 있으며, 또는 분획될 수 있다. 그리고, 상이한 가열 효과를 위해, 코너 블록 또는 릿지는 유전 물질로 이루어질 수 있다. 변형례로서, 코너 블록 또는 릿지는 동등한 블록 및 릿지를 형성하도록 도파관의 상부벽, 하부벽 및 측벽 내측으로 돌출함으로써 실현될 수 있다. 물론, 별개의 코너 블록 및 릿지는 조합 또는 전체적으로 생략될 수 있다.
도 5 및 도 6은 도 3의 가열 장치의 변형례를 도시한다. 가열 장치(70)는 마이크로파 노출 챔버(74)의 단부에서 짧아지는 플레이트(72)에서 종결한다. 매치된 임피던스 하중 대신에 짧아지는 플레이트를 이용하면, 도 3에서의 보다 짧은 챔버를 사용하게 하지만, 정상파를 형성시킨다. 도 6에 도시한 바와 같이, 폭 넓은 챔버의 단면은 대체로 장방형이며, 높이가 상부벽(76)으로부터 하부벽(77)으로 그리고 폭이 상부(78', 79')와 하부(78", 79")를 갖는 대향하는 측벽 사이에서 연장한다. 측벽은 컨베이어 벨트(28)의 측면 에지를 지지하는 레지(ledges)(80, 81)를 형성하도록 중간 높이 바로 아래의 벽 세그먼트를 따라 내측으로 맞춰진다. 이에 따라, 측벽의 상부 사이의 거리는 측벽의 하부 사이의 거리보다 크다. 컨베이어의 레벨 바로 위아래의 측벽에 부착된 2쌍의 블록(82, 83)은 이송되는 물질(26)의 측면 에지의 가열을 강화한다. 또한, 하측 블록(83)은 컨베이어 벨트의 측면 에지에 대한 지지를 더 추가하는 기능을 한다. 상측 블록(82)은 단면이 단차로 변경되는 것으로 도시된다. 물론, 블록의 정확한 형상 및 크기는 적용에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 블록은 도파관의 폭을 가로질러 거리의 작은 부분만을 측벽의 내측으로 연장한다. 측벽의 내측으로의 연장은 측벽으로부터 멀리 그리고 챔버의 중앙 쪽으로 가열 에너지를 지향시킨다. 다른 실시예에서와 같이, 예컨대 강성의 시트 형태인 몇 가지의 물질은 포트를 통해 챔버의 노출 영역으로 도입되어 하측 블록 또는 레지 상에 지지될 수 있다. 이러한 경우에, 챔버를 통해 연장되는 컨베이어는 필요로 하지 않는다.
가열 장치의 다른 실시예를 도 7 및 도 8에 도시한다. 도 5에 도시한 장치와 마찬가지로, 가열 장치(84)는 짧아지는 플레이트(72)에서 종결하는 노출 챔버(86)를 갖는다. 본 실시예에서의 단면은 완전한 장방형이며, 대향하는 상부벽(88)과 하부벽(89) 및 측벽(90, 91) 사이에서 연장된다. 측벽에 부착되는 상측 및 하측 블록(92, 93)은 챔버 내로 약간 내측으로 연장된다. 하측 블록(93)은 컨베이어(28)의 에지를 지지한다. 도 6의 블록과 마찬가지로, 이들 블록은 측벽으로부터 멀리 그리고 이송되는 물질의 외측 에지 내로 가열 에너지를 지향시킨다.
다른 가열 챔버 구성을 도 9 및 도 10에 도시한다. 도 9에 있어서, 마이크로파 노출 챔버는 장방형이며, 측벽에 부착된 상측 블록(94)과, 하부 코너로부터 컨베이어 벨트의 측면 에지를 위한 지지 위치로 상측으로 연장되는 하측 블록(95)을 갖는다. 하측 블록은 측벽에 의해 형성된 보다 좁은 하측 챔버 부분이 도 6의 챔버 내에서 맞물림에 따라 동일한 방식으로 가열에 영향을 미친다. 도 10에 있어서, 도머 터널(domer turnnel)(96)은 노출 챔버의 상부벽(8)의 길이의 적어도 일부를 따라 연장되는 리세스로 형성된다. [도머는 변형적으로 또는 추가적으로 하부벽(99)에 형성될 수 있다.] 측벽 통로(50, 51)와 마찬가지로, 도머 리세스는 완전한 직사각형의 외측으로 도파관의 벽을 연장한다. 그러나, 도파관은 대체로 장방 형의 단면을 여전히 유지한다. 도머는 도파관 어플리케이터의 중앙을 향해 피크가 되는 보다 높은 차수의 모드를 지지함으로써 이송되는 물질(26)의 중앙의 가열을 강화한다. 도머의 단면적 또는 형상은 일정하거나, 또는 챔버의 모든 길이 또는 부분적인 길이를 따라 변경가능할 수 있다. 예를 들면, 도머는 보다 얕은 원격 단부(97)로 경사질 수도 있다.
도 11 및 도 12에 도시한 가열 장치(100)는 도 5 및 도 7에서와 같은 정상파 노출 챔버(102)를 갖지만, 주요한 모드로서 TE10를 지지하도록 예를 들어 파장의 반 미만의 폭 정도로 충분히 좁다. 대향 단부에서 챔버의 측벽(106, 107)에 부착된 바아(104)는 파의 전파방향(36)으로 횡단하는 수직방향 열 내에 배치된다. 바아는 가상의 짧은 회로 플레이트를 형성하며, 챔버의 굽힘부(108)에 있는 정상파의 피크 위치를 이송되는 물질 내의 소정의 초점 레벨, 즉 도 11에서의 수직방향으로 조절하도록 챔버의 길이를 따라 배치될 수 있다. 챔버 내의 굽힘이 수직방향 대신에 수평방향이라면, 가상의 짧아지는 바아는 다른 것보다 물질의 일 측부를 가열하는데 이용될 수 있다. 이에 따라, 노출 챔버 내의 정상파 패턴을 조절하는 가상의 짧아지는 바아는 노출 챔버의 굽힘부 내의 가열 패턴을 정교하게 교정하는데 이용될 수 있다.
도 13 및 도 14는 도 11에서와 같은 좁은 TE10 가열 챔버의 2가지 실시예를 도시하며, 이는 이송되는 물질을 통해 선택된 높이에서 가열 에너지를 모으도록 조절될 수 있다. 도 13 및 도 14의 가열 장치 간의 차이점은 도 13의 장치는 컨베이 어의 측면 에지를 수용하도록 측벽 통로(50, 51)를 갖지만, 도 14는 그렇지 않다는 점이다. 양자의 챔버는 대향 단부에서 노출 챔버(114)의 대향하는 측벽(112, 113)에 부착된 근접하게 이격된 바아(110)의 열을 특징으로 한다. 바아-대-바아의 이격 거리는 전자기파의 파장의 반 미만이다. 바아의 열은 챔버의 가상의 하부벽을 형성한다. 이에 따라, 챔버의 실제의 하부벽(116)으로부터 먼 바아의 열의 위치를 변경하면, 챔버를 통해 이송되는 물질층의 두께를 통해 가열 에너지의 피크를 조절한다. 열은 이러한 적용을 보다 양호하게 맞추도록 요구된 바와 같이 하부에 평행하게 또는 약간 경사지게 정렬될 수 있다.
또한, 도 15의 가열 장치(118)는 이송되는 물질 내에 가열 에너지의 초점을 조절하는데 이용될 수 있다. 이러한 가열 장치는 상부벽(122)과 하부벽(123)이 마이크로파 공급원으로부터의 거리와 함께 좁아지는 평행한 측벽(124, 125) 사이에서 수렵하는 경사진 가열 챔버(120)를 구비한다. 이에 따라, 챔버의 단면적은 파의 전파방향(36)으로 감소한다. 상부벽과 하부벽에 대한 컨베이어의 수렴 각도 및 위치는 챔버를 통한 이송 경로를 따라 가열 강도를 조절하는데 이용된다. 변형례로서, 챔버는 폭이 경사지며, 가열되는 물질의 폭을 가로질러 가열 에너지의 초점을 변경하도록 전파방향을 따라 수렴하는 측벽(124', 125')을 가질 수 있다. (2개의 벽은 그들의 분리가 하나 또는 양자의 벽이 전파방향에 경사지는지의 여부에 관계없이 전파방향을 따라 감소할 때 "수렴"한다.)
마이크로파 가열 장치의 또다른 실시예를 도 16에 도시한다. 장치(126)는 2개의 별개인 가열 챔버(128, 129)를 갖는 2단계의 가열 장치이다. 본 예에 있어 서, 각각의 챔버는 공통의 마이크로파 공급원(30)과 발사 장치(32)로부터 작동된다. 동력 분리형 도파관 섹션(130)은 전자기 에너지를 2개의 노출 챔버를 안내하는 별개의 도파관 경로로 나눈다. 제 1 챔버(128) 내에서 가열된 물질은, 화살표(132)로 나타낸 바와 같이, 제 2 챔버(129) 내로 이송될 수 있다. 양자의 챔버 내에서의 열처리는 동일하거나 또는 상보적일 수 있다. 이에 따라, 물질을 순차적으로 이송하는 2단계의 캐스케이드형 히터는 체류 시간을 증대시키거나 또는 물질 전체에 균일한 가열을 성취하는데 이용될 수 있다.
2단계 히터의 다른 실시예를 도 17에 도시한다. 혼합형 모드 히터(134)는 직렬로 연결된 상이한 치수의 2개의 가열 챔버(136, 137)를 갖는다. 제 1 가열 챔버의 높이는 제 1 챔버가 보다 높은 차수의 모드를 지지하도록 제 2 가열 챔버의 높이를 초과한다. 예를 들면, 제 1 챔버의 높이가 공급원(30)에 의해 공급된 전자기파의 파장과 동일하거나 초과하면, 제 1 챔버는 TE20 및 보다 높은 모드를 지지할 수 있다. 제 1 챔버의 상부벽(138)과 하부벽(139) 사이의 2개의 TE2m 마이크로파 에너지 피크의 경우, 물질은 물질층의 상부와 하부 양자에서 가열된다. 상부면(140)과 하부면(141) 사이의 제 2 챔버의 수직방향 치수가 전자기파의 파장 미만이기 때문에, 중앙의 에너지 피크를 생성하는 TEln 모드는 지지된다. 제 1 챔버 내의 물질의 상부 및 하부 가열 다음에는, 캐스케이드형 챔버 내에서 순차적으로 노출되거나 또는 그를 통해 이송되는 물질의 균일한 가열을 성취하도록 인접한 제 2 챔버 내의 물질의 중앙 가열이 따르며, 각각의 캐스케이드형 챔버는 상이한 TE 모 드를 지지한다.
마이크로파 공급원에 대해 후방으로 이동할 수 있는 도파관에서의 반사는 도 18에 도시한 경사진 굽힘형 세그먼트에 의해 완화될 수 있다. 굽힘형 세그먼트는 도시한 가열 장치 중 어느 하나에 사용될 수 있다. 굽힘형 세그먼트는 마이크로파 공급권에 보다 근접한 입력 단부(146)로부터 반대측의 출력 단부(147)로 서로를 향해 수렴하는 내측 및 외측 만곡형 벽(144, 145)을 갖는다. 만곡형 벽 사이의 측벽(148)은 굽힘형 세그먼트 구조체를 완성한다. 각각의 측벽을 가로지르는 거리는 출력 단부를 향해 감소한다. 경사진 굽힘형 세그먼트 내로의 개구의 영역은 출력 단부보다 입력 단부에서 보다 크다. 경사진 굽힘형 세그먼트 내의 에너지 패턴을 보다 쉽게 제어하기 때문에, 경사진 세그먼트는 가열되는 물질을 도입하는 마이크로파 노출 챔버의 입구 부분으로 유용한다.
본 발명이 몇 가지의 바람직한 실시예를 참조하여 상세하게 기술되었지만, 다른 실시예가 가능하다. 측벽 통로, 블록, 코너 블록, 도머 및 릿지는 소정의 가열 패턴을 성취하기 위해 각종 조합, 대칭 또는 비대칭으로 서로 이용될 수 있다. 이는 도면에 도시한 바와 같은 굽힘형 세그먼트 뿐만 아니라 직선형 세그먼트가 있을 수 있다. 가열 챔버는, 가열 챔버의 길이를 따른 고온 스폿 및 정상파를 회피하는 매치된 임피던스 내에 또는 정상파 패턴을 생성하는 쇼트 회로 내에서 종결될 수 있다. 바람직한 작동 주파수가 표준의 상업적인 주파수(915MHz 또는 2450MHz) 중 하나이지만, 도파관 구조체는 다른 주파수에서 작동하도록 치수설정될 수 있다. 또한, 이는 가변 주파수 마이크로파 발생기와 함께 이용될 수 있다. 따라서, 이들 몇 가지의 예는 기술된 실시예의 세부사항을 제한할 의도는 아니다.
Claims (59)
- 높이가 상부벽으로부터 하부벽으로 그리고 폭이 제 1 측벽으로부터 제 2 측벽으로 연장되어, 그 높이의 일부를 따라 장방형 단면을 갖는 노출 챔버를 형성하는 도파관;상기 노출 챔버를 통해 상기 도파관의 길이를 따라 파의 전파방향으로 전파되는 전자기파의 형태로 전자기 에너지를 상기 노출 챔버에 공급하는 마이크로파 공급원으로서, 상기 노출 챔버는 제 1 단부로부터 제 2 단부로의 파의 전파방향으로 연장되고, 상기 제 1 단부에서 상기 도파관을 통해 상기 노출 챔버 내로의 제 1 포트와, 상기 제 2 단부에서 상기 도파관을 통해 상기 노출 챔버 내로의 제 2 포트를 형성하는, 상기 마이크로파 공급원; 및폭이 제 1 에지로부터 제 2 에지로 연장되고, 상기 제 1 및 제 2 포트를 거쳐 파의 전파방향으로 이송 경로를 따라 상기 노출 챔버를 통과하며, 상기 노출 챔버 내의 전자기 에너지에 의해 가열되는 물질을 이송하는 컨베이어;를 포함하며,상기 제 1 측벽은 상기 제 1 포트로부터 상기 상부벽과 상기 하부벽 사이의 상기 제 2 포트로 연장되는 제 1 통로를 형성하고, 상기 제 2 측벽은 상기 노출 챔버의 폭을 가로질러 상기 제 1 포트로부터 상기 제 1 통로 반대측의 상기 제 2 포트로 연장되어 상기 컨베이어의 상기 제 1 및 제 2 에지를 수용하는 제 2 통로를 형성하는 마이크로파 가열 장치(microwave heating device).
- 제1항에 있어서,상기 노출 챔버의 장방형 단면은 TElN 모드를 포함하는 다수 모드 TEln 전자기파를 지지하도록 치수설정되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.여기서, 0≤n≤N 및 N >0
- 제1항에 있어서,상기 노출 챔버의 장방형 단면은 TEln 전자기파를 지지하도록 치수설정되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.여기서, n>0
- 제1항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 측벽 근방의 상기 물질의 가열을 강화하도록, 상기 노출 챔버의 길이를 따라 상기 상부벽으로부터 적어도 부분적으로 연장되는 상부 릿지와, 상기 제 1 및 제 2 측벽 사이에 바로 배치된 상기 하부벽으로부터 연장되는 반대측의 하부 릿지 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제4항에 있어서,상기 상부 릿지와 상기 하부 릿지 중 적어도 하나의 단면은 상기 노출 챔버의 길이를 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 컨베이어의 중간 근방의 상기 물질의 가열을 강화하도록, 상기 장방형의 노출 챔버의 코너 중 하나 이상에서 상기 노출 챔버의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장되는 하나 이상의 코너 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 노출 챔버를 통해 이송되는 상기 물질의 가열에 대한 전체적인 균일성을 증대시키도록, 직경방향으로 대향되는 위치에서 상기 상부벽과 상기 하부벽 또는 상기 제 1 및 제 2 측벽으로부터 상기 노출 챔버의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장되는 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 상부벽, 상기 하부벽 또는 상기 측벽으로부터 상기 노출 챔버의 길이를 따라 연장되는 블록을 더 포함하며,상기 블록의 단면은 상기 노출 챔버의 길이를 따라 변경하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 노출 챔버의 상기 상부벽 또는 상기 하부벽에 형성되며 상기 노출 챔버의 길이의 적어도 일부를 따라 연장되는 리세스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제9항에 있어서,상기 리세스의 단면은 상기 노출 챔버의 길이를 따라 변경하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 노출 챔버의 길이를 따라 이격되며 상기 제 1 측벽으로부터 상기 상부벽 또는 상기 하부벽에 근접한 상기 노출 챔버의 상기 제 2 측벽으로 연장되는 복수의 바아를 더 포함하며,상기 노출 챔버는 TE10 전자기파를 지지하도록 치수설정되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제 1 측벽으로부터 상기 노출 챔버의 상기 제 2 측벽으로 연장되며 파의 전파방향으로 횡단하는 열에서 상기 상부벽과 상기 하부벽 사이에 배치되는 복수의 바아를 더 포함하며,상기 노출 챔버는 TE10 전자기파를 지지하도록 치수설정되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 마이크로파 공급원과 상기 노출 챔버 사이에 배치되며 단면이 장방형인 경사진 도파관 굽힘형 세그먼트를 더 포함하며,상기 단면의 면적은 상기 마이크로파 공급원보다 큰 것을 특징으로 하는 마 이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 노출 챔버의 단면적은 상기 마이크로파 공급원으로부터의 거리와 함께 감소하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 노출 챔버의 상기 상부벽과 상기 하부벽은 상기 마이크로파 공급원으로부터의 거리와 함께 수렴하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 노출 챔버의 상기 제 1 및 제 2 측벽은 상기 마이크로파 공급원으로부터의 거리 함수로서 수렴하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 이송 경로는 상기 노출 챔버의 상부벽과 하부벽 사이의 가상의 평면 중 간 지점으로 경사지는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 이송 경로는 상기 노출 챔버의 상부벽과 하부벽 사이의 가상의 평면 중간 지점으로부터 오프셋되고 그에 평행한 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,제 2 노출 챔버를 갖는 제 2 도파관을 더 포함하며,상기 2개의 도파관은 가열되는 상기 물질이 상기 노출 챔버 양자를 통해 이송되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제19항에 있어서,가열되는 상기 물질은 상기 2개의 노출 챔버를 통해 순차적으로 이송되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제19항에 있어서,상기 제 2 노출 챔버는 직경방향으로 대향된 위치에서 상기 상부벽과 상기 하부벽 또는 상기 제 1 및 제 2 측벽으로부터 상기 제 2 노출 챔버의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장되는 블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제19항에 있어서,상기 노출 챔버의 장방형 단면은 TE2m 전자기파를 지지하도록 치수설정되고,상기 제 2 노출 챔버는 TEln 전자기파를 지지하도록 치수설정되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제1항에 있어서,상기 도파관은 상기 마이크로파 공급원이 상기 노출 챔버에 전자기 에너지를 공급하는 상기 노출 챔버의 제 1 단부에 있는 제 1 굽힘형 세그먼트와, 상기 노출 챔버의 제 2 단부에 있는 제 2 굽힘형 세그먼트를 더 구비하며,상기 제 1 포트는 상기 제 1 굽힘형 세그먼트 내에 형성되고, 상기 제 2 포트는 상기 제 2 굽힘형 세그먼트 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가 열 장치.
- 길이의 일부를 따라 노출 챔버를 형성하는 도파관; 및상기 노출 챔버를 통해 상기 도파관의 길이를 따라 파의 전파방향으로 전파하는 파장(λ)의 전자기파의 형태로 전자기 에너지를 상기 노출 챔버에 공급하는 마이크로파 공급원;을 포함하며,상기 도파관은, 상기 노출 챔버 내에서, 측벽 사이의 폭과, 상부벽과 상기 하부벽 사이의 λ 미만의 높이를 갖는 장방형 단면을 형성하는 상부벽, 하부벽 및 제 1 및 제 2 측벽을 구비하고,상기 노출 챔버는 가열되는 물질을 상기 노출 챔버에 도입하는 상기 제 1 단부에서 제 1 단부로부터 상기 도파관 내에 형성된 제 1 포트를 갖는 제 2 단부로 파의 전파방향을 따라 연장되고, 길이가 상기 제 1 포트와 상기 제 2 단부 사이에서 그리고 폭이 상기 제 1 측벽으로부터 상기 제 2 측벽으로 연장되고 가열되는 상기 물질이 상기 전자기 에너지에 노출되는 마이크로파 노출 영역을 구비하고,상기 제 1 및 제 2 측벽은 상기 상부벽에 연결하는 상부와, 상기 하부벽에 연결하는 하부를 가지며,상기 제 1 및 제 2 측벽의 상부 사이의 거리는 상기 하부 사이의 거리와 상이한 마이크로파 가열 장치.
- 제24항에 있어서,상기 상부와 상기 하부는 상기 노출 챔버의 전체 길이를 연장하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제24항에 있어서,상기 상부는 상기 하부 사이의 거리보다 긴 거리만큼 분리되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제24항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 측벽은 가열되는 상기 물질을 지지하는 레지(ledges)를 형성하는 상기 제 1 및 제 2 부분 사이에 벽 세그먼트를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제24항에 있어서,상기 노출 챔버는 가열되는 상기 물질을 상기 노출 챔버로부터 배출하는 상기 제 2 단부 내에 형성된 제 2 포트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파 가열 장치.
- 길이의 일부를 따라 노출 챔버를 형성하는 도파관; 및상기 노출 챔버를 통해 상기 도파관의 길이를 따라 파의 전파방향으로 전파하는 파장(λ)의 전자기파의 형태로 전자기 에너지를 상기 노출 챔버에 공급하는 마이크로파 공급원으로서, 상기 도파관은, 상기 노출 챔버 내에서, 측벽 사이에 λ/2 이상의 폭과, 상부벽과 상기 하부벽 사이의 λ 미만의 높이를 갖는 장방형 단면을 형성하는 상부벽, 하부벽 및 제 1 및 제 2 측벽을 구비하고, 상기 노출 챔버는, 제 1 단부로부터 제 2 단부로 파의 전파방향으로 연장되며 상기 제 1 단부에서 상기 도파관을 통해 상기 노출 챔버 내에 형성되는 제 1 포트와, 상기 제 2 단부에서 상기 도파관을 통해 상기 노출 챔버 내에 형성되는 제 2 포트를 가져서, 상기 제 1 측벽으로부터 상기 제 2 측벽으로의 상기 제 1 및 제 2 포트 사이에 있고 가열되는 물질을 상기 전자기 에너지에 노출하는 마이크로파 노출 영역을 형성하는, 상기 마이크로파 공급원; 및상기 제 1 및 제 2 측벽 근방의 상기 물질의 가열을 강화하도록, 상기 마이크로파 노출 영역에 근접한 상기 제 1 측벽으로부터 상기 노출 챔버의 길이의 적어도 일부를 따라 연장되는 제 1 릿지와, 상기 제 2 측벽으로부터 연장되는 반대측의 제 2 릿지;를 포함하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,폭이 제 1 에지로부터 제 2 에지로 연장되며, 상기 노출 챔버 내의 상기 제 1 및 제 2 포트를 거쳐 파의 전파방향을 따라 상기 마이크로파 노출 영역 내에서 가열되는 상기 물질을 이송하는 컨베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제30항에 있어서,상기 제 1 측벽 상에 형성된 제 3 릿지;상기 제 3 릿지 반대측의 상기 제 2 측벽 상에 형성된 제 4 릿지를 더 포함하며,상기 컨베이어의 제 1 에지는 상기 제 1 및 제 3 릿지 사이에 배치되고, 상기 컨베이어의 제 2 에지는 상기 제 2 및 제 4 릿지 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제30항에 있어서,상기 컨베이어의 제 1 및 제 2 에지는 상기 제 1 및 제 2 릿지 상의 상기 노출 챔버 내에 지지되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,상기 노출 챔버의 장방형 단면은 TElN 모드를 포함하는 다수 모드 TEln 전자기파를 지지하도록 치수설정되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.여기서, 0≤n≤N 및 N >0
- 제29항에 있어서,상기 노출 챔버의 장방형 단면은 TEln 전자기파를 지지하도록 치수설정되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.여기서, n>0
- 제29항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 측벽 근방의 상기 물질의 가열을 강화하도록, 상기 노출 챔버의 길이를 따라 상기 상부벽으로부터 적어도 부분적으로 연장되는 상부 릿지와, 상기 제 1 및 제 2 측벽 사이에 바로 배치된 상기 하부벽으로부터 연장되는 반대측의 하부 릿지 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,상기 컨베이어의 중앙선 근방의 상기 물질의 가열을 강화하도록, 상기 장방형의 노출 챔버의 코너 중 적어도 하나에서 상기 노출 챔버의 길이의 적어도 일부를 따라 연장되는 적어도 하나의 코너 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,상기 노출 챔버의 상기 상부벽 또는 상기 하부벽에 형성되며 상기 노출 챔버의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장되는 리세스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,상기 노출 챔버의 길이를 따라 이격되며 상기 제 1 측벽으로부터 상기 상부벽 또는 상기 하부벽에 근접한 상기 노출 챔버의 상기 제 2 측벽으로 연장되는 복수의 바아를 더 포함하며,상기 노출 챔버는 TE10 전자기파를 지지하도록 치수설정되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,상기 제 1 측벽으로부터 상기 노출 챔버의 상기 제 2 측벽으로 연장되며 파의 전파방향으로 횡단하는 열에서 상기 상부벽과 상기 하부벽 사이에 배치되는 복수의 바아를 더 포함하며,상기 노출 챔버는 TE10 전자기파를 지지하도록 치수설정되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,상기 마이크로파 공급원과 상기 노출 챔버 사이에 배치되며 단면이 장방형인 경사진 도파관 굽힘형 세그먼트를 더 포함하며,상기 단면의 면적은 상기 마이크로파 공급원보다 큰 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,상기 노출 챔버의 단면적은 상기 마이크로파 공급원으로부터의 거리와 함께 감소하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,상기 노출 챔버의 상기 상부벽과 상기 하부벽은 상기 마이크로파 공급원으로부터의 거리와 함께 수렴하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,상기 노출 챔버의 상기 제 1 및 제 2 측벽은 상기 마이크로파 공급원으로부터의 거리 함수로서 수렴하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,상기 마이크로파 노출 영역은 상기 노출 챔버의 상부벽과 하부벽 사이의 가상의 평면 중간 지점으로 경사지는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,상기 마이크로파 노출 영역은 상기 노출 챔버의 상부벽과 하부벽 사이의 가상의 평면 중간 지점으로부터 오프셋되고 그에 평행한 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,제 2 노출 챔버를 갖는 제 2 도파관을 더 포함하며,상기 2개의 도파관은 가열되는 상기 물질이 상기 노출 챔버 양자를 통해 이송되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제46항에 있어서,가열되는 상기 물질은 상기 제 1 및 제 2 노출 챔버를 통해 순차적으로 이송되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제29항에 있어서,상기 도파관은 상기 노출 챔버의 제 1 단부와 제 2 단부 중 적어도 하나를 형성하며 상기 제 1 및 제 2 포트 중 하나를 형성하는 굽힘형 세그먼트를 더 구비 하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제30항에 있어서,상기 제 1 측벽은 상기 제 1 포트로부터 상기 제 2 포트로 연장되는 외측 돌출형 제 1 통로를 형성하고, 상기 제 2 측벽은 상기 컨베이어의 상기 제 1 및 제 2 측면 에지를 수용하도록 상기 제 1 포트로부터 상기 제 2 포트로 연장되는 외측 돌출형 제 2 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 길이의 일부를 따라, TE2m 전자기파를 지지하도록 치수설정된 장방형 단면을 갖는 제 1 노출 챔버를 형성하는 제 1 도파관;길이의 일부를 따라, TEln 전자기파를 지지하도록 치수설정된 장방형 단면을 갖는 제 2 노출 챔버를 형성하는 제 2 도파관;파의 전파방향으로 상기 노출 챔버를 통해 상기 도파관의 길이를 따라 전파하는 전자기파의 형태로 전자기 에너지를 상기 제 1 및 제 2 노출 챔버로 각각 공급하는 적어도 하나의 마이크로파 공급원;을 포함하며,상기 노출 챔버 각각은 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 파의 전파방향으로 연장되고, 상기 제 1 단부에서 상기 도파관을 통해 상기 노출 챔버 내로의 제 1 포 트와, 상기 제 2 단부에서 상기 도파관을 통해 상기 노출 챔버 내로의 제 2 포트를 형성하여, 상기 제 1 및 제 2 포트 사이의 상기 노출 챔버 각각에 있고 가열되는 물질을 상기 전자기파에 노출하는 마이크로파 노출 영역을 형성하는 마이크로파 가열 장치.
- 제50항에 있어서,상기 제 1 노출 챔버의 상기 제 2 단부는 상기 제 2 노출 챔버의 상기 제 1 단부에 인접하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 길이의 일부를 따라, 상부벽, 하부벽, 및 제 1 및 제 2 측벽에 의해 형성되는 장방형 단면을 갖는 노출 챔버를 형성하는 도파관;파의 전파방향으로 상기 노출 챔버를 통해 상기 도파관의 길이를 따라 전파하며, 상기 제 1 측벽으로부터 상기 제 2 측벽으로 상기 노출 챔버를 가로질러 연장되는 전계 라인을 갖는 전자기파의 형태로 전자기 에너지를 상기 노출 챔버로 공급하는 마이크로파 공급원으로서, 상기 노출 챔버는 제 1 단부로부터 제 2 단부로 파의 전파방향으로 연장되며 상기 제 1 단부에서 상기 도파관을 통해 상기 노출 챔버 내로 형성된 제 1 포트와, 상기 제 2 단부에서 상기 도파관을 통해 상기 노출 챔버 내로 형성된 제 2 포트를 갖는, 상기 마이크로파 공급원;상기 제 1 및 제 포트를 거쳐 파의 전파방향을 따라 상기 노출 챔버를 통해 물질을 이송하는 컨베이어로서, 상기 컨베이어는 상기 노출 챔버의 제 1 측벽에 근접한 제 1 에지로부터 상기 노출 챔버의 제 2 측벽에 근접한 제 2 에지로 폭이 연장되는, 상기 컨베이어; 및상기 제 1 및 제 2 측벽 근방의 상기 물질의 가열을 강화하도록, 상기 컨베이어의 제 1 에지에 근접한 상기 제 1 측벽으로부터 상기 노출 챔버의 길이를 따라 연장되는 제 1 릿지와, 상기 제 2 측벽으로부터 연장되는 반대측의 제 2 릿지;를 포함하는 마이크로파 가열 장치.
- 제52항에 있어서,상기 제 1 측벽 상에 형성된 제 3 릿지;상기 제 3 릿지 반대측의 상기 제 2 측벽 상에 형성된 제 4 릿지를 더 포함하며,상기 컨베이어의 제 1 에지는 상기 제 1 및 제 3 릿지 사이에 배치되고, 상기 컨베이어의 제 2 에지는 상기 제 2 및 제 4 릿지 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 길이의 일부를 따라 노출 챔버를 형성하는 도파관; 및상기 노출 챔버를 통해 상기 도파관의 길이를 따라 파의 전파방향으로 전파하는 파장(λ)의 전자기파의 형태로 전자기 에너지를 상기 노출 챔버에 공급하는 마이크로파 공급원으로서, 상기 도파관은, 상기 노출 챔버 내에서, 측벽 사이에 λ/2 미만의 폭과, 상부벽과 상기 하부벽 사이의 λ 미만의 높이를 갖는 장방형 단면을 형성하는 상부벽, 하부벽 및 제 1 및 제 2 측벽을 구비하고, 상기 노출 챔버는, 제 1 단부로부터 제 2 단부로 파의 전파방향으로 연장되며 상기 제 1 단부에서 상기 도파관을 통해 상기 노출 챔버 내에 형성되는 제 1 포트와, 상기 제 2 단부에서 상기 도파관을 통해 상기 노출 챔버 내에 형성되는 제 2 포트를 가져서, 상기 제 1 측벽으로부터 상기 제 2 측벽으로의 상기 제 1 및 제 2 포트 사이에 있고 가열되는 물질을 상기 전자기 에너지에 노출하는 마이크로파 노출 영역을 형성하는, 상기 마이크로파 공급원; 및상기 제 1 및 제 2 측벽 근방의 상기 물질의 가열을 강화하도록, 상기 마이크로파 노출 영역에 근접한 상기 제 1 측벽으로부터 상기 노출 챔버의 길이의 적어도 일부를 따라 연장되는 제 1 릿지와, 상기 제 2 측벽으로부터 연장되는 반대측의 제 2 릿지;를 포함하는 마이크로파 가열 장치.
- 제54항에 있어서,폭이 제 1 에지로부터 제 2 에지로 연장되며, 상기 노출 챔버 내의 상기 제 1 및 제 2 포트를 거쳐 파의 전파방향으로 이송 경로를 따라 상기 마이크로파 노출 영역 내에서 가열되는 상기 물질을 이송하는 컨베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제55항에 있어서,상기 제 1 측벽 상에 형성된 제 3 릿지; 및상기 제 3 릿지 반대측의 상기 제 2 측벽 상에 형성된 제 4 릿지를 더 포함하며,상기 컨베이어의 제 1 에지는 상기 제 1 및 제 3 릿지 사이에 배치되고, 상기 컨베이어의 제 2 에지는 상기 제 2 및 제 4 릿지 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제55항에 있어서,상기 컨베이어의 제 1 및 제 2 에지는 상기 제 1 및 제 2 릿지 상의 상기 노출 챔버 내에 지지되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제54항에 있어서,상기 마이크로파 노출 영역은 상기 노출 챔버의 상기 상부벽과 상기 하부벽 사이의 가상의 평면 중간 지점으로 경사지는 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
- 제54항에 있어서,상기 마이크로파 노출 영역은 상기 노출 챔버의 상기 상부벽과 상기 하부벽 사이의 가상의 평면 중간 지점으로부터 오프셋되고 그에 평행한 것을 특징으로 하는 마이크로파 가열 장치.
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