具体实施方式

以下配合附图及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

请参阅图1至图4所示，本发明的微波加热装置包括一导波管10、两个微波发射模块20及一输送模块30；且在本实施例中，进一步包含有一抽气模块40及一微波隔离模块50。

前述的导波管10在本实施例中由多个加热段11及多个连通段12连接形成，加热段11沿一输送方向D并列且依序排列，连通段12连接于两两相邻的加热段11之间；本实施例中的加热段11为直管，连通段12为弯管，加热段11与连通段12使导波管10形成大致为S形的一管体，并使导波管10形成一S形的行波路径，但导波管 10只要是两端开口相互连通的管体即可，例如导波管10也可以只为一直管状的加热段11。前述两个微波发射模块20分别设于导波管10沿行波路径的相对两端，导波管10使各微波发射模块20发射的微波分别沿行波路径从导波管10的一端传输至导波管10的另一端，因此，导波管10内的待加热物(图中未示)即使与其中一微波发射模块20的距离不同而导致各待加热物受到该微波发射模块20的加热功率有差异，该差异也能够与另一微波发射模块20互补，而使各待加热物所承受的总加热功率更均匀。具体来说，若将微波能量由待加热材料所吸收的百分比定义为使用效率(％)，待加热物沿行波路径吸收微波能量的最大值(P_max)减去最小值(P_min)除以平均值(P_average) 定义为均匀度，即均匀度(％)为：

由表1的计算结果可得知：在同一使用效率下，采用两个微波发射模块20可以大幅改善加热的均匀度。

表1：单微波发射模块20与双微波发射模块20的均匀度与使用效率关系表：

在本实施例中，微波发射模块20朝导波管10发射频率为2450兆赫的微波，而导波管10的截面形状则配合该频率的微波，采用电子工业联盟(Electronic IndustriesAlliance，EIA)所定义的WR340矩形截面，此截面可使微波于TE10模式工作，以减少复杂性，但微波发射模块20所发射的微波频率不以2450兆赫为限。

此外，本实施例中的各微波发射模块20包含一微波源21、一环形器22、一定向耦合器23及一水负载器24。微波源21及定向耦合器23分别位于微波发射模块20的两端，环形器22连接微波源21及定向耦合器23，水负载器24连接环形器22的一侧面，定向耦合器23连接导波管10的一端。环形器22利用旋磁现象控制微波朝特定方向传输，进而可保护微波源21。定向耦合器23可量测微波发射模块20朝导波管10传输的微波功率，以及量测导波管10朝微波发射模块20传输的微波功率。

请配合参阅图3、图5及图6所示，导波管10的各加热段11均形成有一输送开口对13，各输送开口对13具有沿行波路径延伸的两个输送开口131，两个输送开口131分别形成于相对应的加热段11沿一输送方向D的相对两个侧壁；具体来说，导波管10的各加热段11具有一前开口壁111、一后开口壁112、一顶壁113及一底壁114，前开口壁111 与后开口壁112沿输送方向D间隔设置；顶壁113与底壁114均连接该前开口壁111壁及该后开口壁112，且顶壁113与底壁114彼此相对设置，各加热段11的输送开口对13的两个输送开口131分别形成于该加热段11的前开口壁111及后开口壁112。

前述的输送模块30沿输送方向D贯穿导波管10的各输送开口对13。输送模块30较佳地为一输送带，且使待加热物沿输送方向D依序由输送开口对13穿过导波管10的各加热段11，待加热物在穿过加热段11的过程中吸收微波发射模块20所发射的微波能量而被加热。

在本实施例中，导波管10的各输送开口131具有一中线1311、一顶侧周缘1312及一底侧周缘1313，顶侧周缘1312及底侧周缘1313分别形成在中线1311的两侧，顶侧周缘1312与底侧周缘1313的距离定义为输送开口131的开口宽度；各输送开口131沿行波路径的相对两端的开口宽度分别缩减，因此能改善导波管10内的微波于传输路径上的阻抗匹配效果，使导波管10内的待加热物受热更均匀。

各输送开口131的相对两端的具体形状如下：各输送开口131的顶侧周缘1312具有一顶主体段61及两个上缩口段，顶主体段61沿行波路径延伸，两个上缩口段分别连接于顶主体段61沿行波路径的相对两侧。各输送开口131的底侧周缘1313具有一底主体段62及两个下缩口段，底主体段62沿行波路径延伸，两个下缩口段分别位于底主体段 62沿行波路径的相对两侧。各输送开口131沿行波路径的相对两端的任一端的上缩口段与下缩口段分别朝相对应的中线1311延伸，且上缩口段的末端与下缩口段的末端相连接，使上缩口段与下缩口段形成输送开口131的端部。为了进一步调整阻抗匹配，上缩口段与下缩口段的形状可为以下四种的其中一种：

1.线性渐变：各缩口段(即上缩口段与下缩口段)均为一直线，即各上缩口段均为一第一上直线段63，各下缩口段均为一第一下直线段64。

2.多折点结构：各缩口段(即上缩口段与下缩口段)具有两个以上相连接的直线段，例如本发明的第二实施例(如图7及图8所示)，即各上缩口段具有一第一上直线段 63A及一第二上直线段65A，第二上直线段65A位于相对应的该第一上直线段63A与该顶主体段61A之间，且第一上直线段63A与中线1311A之间的夹角θ1大于第二上直线段 65A的延伸线与中线1311A之间的夹角θ2；各下缩口段具有一第一下直线段64A及一第二下直线段66A，第二下直线段66A位于相对应该第一下直线段64A与该底主体段62A 之间，且第一下直线段64A与中线1311A之间的夹角大于第二下直线段66A的延伸线与中线1311A之间的夹角。其中，第一上直线段63A与第二上直线段65A的朝中线 1311A延伸的末端相连接。本实施例中各直线段的长度及与中线1311A之间的夹角可根据切比雪夫阻抗匹配转变器(ChebyshevMulti-section Matching Transformer)的理论进行设计，以达到缩小系统尺寸目的的前提下在使用频段范围内得到最佳匹配效果。

3.曲率渐变：各缩口段(即上缩口段与下缩口段)为一弧线，例如本发明的第三实施例(如图9所示)，各上缩口段为一第一上弧线段63B，且第一上弧线段63B较佳地朝输送开口131B的外侧凸出；各下缩口段为一第一下弧线段64B，且第一下弧线段64B 较佳地朝输送开口131B的外侧凸出。

4.步阶结构：各缩口段(即上缩口段与下缩口段)为一阶梯状，例如本发明的第四实施例(如图10所示)，各上缩口段为一上阶梯段63C，各下缩口段为一下阶梯段64C，上阶梯段63C与下阶梯段64C之间的距离朝远离输送开口131C的中心的方向缩减。本实施例中的各阶梯段均形成多个直角，但各阶梯段也可仅形成一直角。各阶梯段的尺寸可根据切比雪夫阻抗匹配转变器的理论进行设计，以达到缩小系统尺寸目的的前提下在使用频段范围内得到最佳匹配效果。

在前述各实施例中，各输送开口131的上缩口段与下缩口段的形状及位置相互对称，但不以此为限。

请配合参阅图3、图5及图6所示，在本发明的第一实施例中，导波管10中进一步具有多个导波板对14，其分别设于各加热段11内，也就是说，各输送开口对13均对应设置有一导波板对14。各导波板对14于行波路径的位置分别对应同一加热段11中的输送开口对13于行波路径的位置。各导波板对14包含两个导波板141，两个导波板141 分别连接加热段11的顶壁113及底壁114，并且两个导波板141均沿行波路径延伸。导波板141的材质为介电材料，且较佳地为氧化铝陶瓷，但不以此为限，导波板141的材质也可以采用导热性比氧化铝陶瓷更好的氮化铝陶瓷或者氮化硼陶瓷。导波板对14 可调制导波管10内的微波的行波模式，使其由原来的基模TE10转变为一特定的高次模，如此便具有以下功效：

一、当待加热物的微波吸收特性较强，导波板对14仍可使待加热物均匀受热。

二、传统的导波管中一旦出现金属物体，导波管中的微波会被该金属物体完全反射回入射端(即阻抗失灵)，导致传统的导波管完全无法对含有金属的待加热物进行加热。而本实施例的导波管10中的待加热物即使混和有金属物体，微波仍能照常绕过金属物体并对待加热物进行均匀加热。

通过设置导波板对14，本发明便能够对微波吸收特性较强的材料，以及具有金属物体的待加热物进行处理，进而改善本发明可加热的材料范围，并因此能够处理传统微波加热装置无法处理的高单价待加热物，如潮湿的电路板、各种含有金属成分的电子产品、含有金属的半导体晶片、含有金属线的太阳能晶片以及具有金属配件的潮湿衣物，进而增加本发明的价值。

在本实施例中，导波板对14与输送开口对13的位置相对应具体来说是指：各加热段11内的各导波板141的质量中心与各输送开口131的形状中心均位于同一平面上，但不以此为限，仅要导波板141的位置与输送开口131的位置大致相同，使导波板141能对导波管10的阻抗匹配进行调整，并且使得穿过导波管10的待加热物能均匀受热即可。

具体来说，行波式加热法，在加热材料内的微波能量沿着行进方向的大小为P_propagation(z)＝P₀e^-αz，沿着微波行进的方向，单位距离内材料吸收能量大小为 P_absorption(z)＝αP₀e^-αz，其中P₀为初始入射能量，α为衰减系数，α值除了由材料的介电常数与介电损耗决定外，也由行进波的频率及所采用的模式所决定。

请配合参阅图5、图15及图16所示，通过在导波管10中外加介电材料制作的导波板对14，导波板对14将行波模式由原来的基模TE10转变为TE模式中一高次模式的平行电场模式；在该平行电场模式中，微波电场方向平行于输送方向D。具体来说，导波板对14的两个导波板141之间的行波模式会从基模TE10完全转换成如图15所示的TE模式，其对应的阻抗匹配的反射S11参数(即反射系数)与频率关系图则如图16所示，其中图16的横坐标的单位为吉赫(Ghz)，纵坐标的单位为dB。另外，请配合参阅图17 所示，对应由基模TE10转换为图15的TE模式阻抗匹配的穿透S21参数(即穿透系数)与频率关系图则在全频段皆为0dB。

将行波模式由原来的基模TE10转变为该平行电场模式的优点在于可调制衰减系数α，如此即使待加热物的微波吸收特性较强，导波板对14仍可使待加热物均匀受热，改善现有的微波加热装置只能加热待加热物两端前缘的问题；另外，该平行电场模式能使微波绕过金属物体，因此，待加热物即使混和有金属物体，微波仍能绕过金属物体而照常对待加热物进行均匀加热。

另外，本实施例中各导波板141的相对两端的板体厚度朝远离该导波板141的中心缩减以进一步改善阻抗匹配，且为了进一步调整阻抗匹配，导波板141的相对两端的板体厚度缩减方式也如前述输送开口131的相对两端具有四种变化：

1.线性渐变：各导波板141的相对两端的具体形状如下，请参见图6，,导波板141连接导波管10的一侧具有一贴靠平面71，贴靠平面71沿行波路径延伸；导波板141的另一侧具有一主体面72及两个第一斜面73，主体面72沿行波路径延伸，且主体面72 沿行波路径的长度小于贴靠平面71沿行波路径的长度；两个第一斜面73分别自主体面 72的相对两侧延伸至贴靠平面71，以形成导波板141沿行波路径的相对两个端缘。在本实施例中，从输送方向D观看，导波板141的截面形状为等腰梯形。

2.多折点结构：请配合参阅图7及图8所示，本发明的第二实施例中，两端为多折点结构的导波板141A与两端线性渐变的导波板141的结构大致相同，其差异在于导波板141A进一步具有两个第二斜面74A，各第二斜面74A位于其中一第一斜面73A及主体面72A之间；各导波板141A的第二斜面74A相对贴靠平面71A的倾斜程度小于第一斜面73A相对贴靠平面71A的倾斜程度，也就是说，第二斜面74A的法线与贴靠平面71A的法线之间的夹角θ3小于第一斜面73A的法线与贴靠平面71A的法线之间的夹角θ4。此外，在其他较佳的实施例中，第一斜面73A与主体面72A之间也可连接有多个倾斜程度不同的斜面，使本实例的导波板的边缘形成有多个折点。另外，各斜面的尺寸可根据切比雪夫阻抗匹配转变器的理论进行设计，以达到最佳匹配效果。

3.曲率渐变：请配合参阅图9所示，本发明的第三实施例中，两端曲率渐变的导波板141B与两端线性渐变的导波板141的结构大致相同，其差异在于两个弧面73B分别位于主体面72B沿行波路径的相对两侧，两个弧面73B分别自主体面72B的相对两侧延伸至贴靠平面71B，以形成导波板141B沿行波路径的相对两个端缘。弧面73B较佳地朝导波板141B的外侧凸出。

4.步阶结构：请配合参阅图10所示，本发明的第四实施例中，两端为步阶结构的导波板141C与两端线性渐变的导波板141的结构大致相同，其差异在于两个阶梯面 73C分别位于主体面72C沿行波路径的相对两侧，两个阶梯面73C分别自主体面72C的相对两侧延伸至贴靠平面71C，以形成导波板141C沿行波路径的相对两个端缘。本实施例中的各阶梯面73C均形成有多个直角部，但各阶梯面73C也可仅形成一直角部。各阶梯面73C的尺寸可根据切比雪夫阻抗匹配转变器的理论进行设计，以达到最佳匹配效果。

请配合参阅图1、图2及图5所示，前述的抽气模块40连通导波管10的内部空间，以抽除潮湿的待加热物受热后释放的水蒸汽；抽气模块40包含一管组件41、一加热层 42及一集水箱43；管组件41设于导波管10的上方，并连通导波管10的内部空间；加热层42包覆于管组件41外，以避免水蒸汽凝结而回流至导波管10内；集水箱43连接管组件41相对导波管10的一端，以收集来自导波管10中的水蒸汽凝结而成的水分。

请配合参阅图1、图5及图11所示，前述的微波隔离模块50具有两个座体51、多个微波抑制件52及多个隔离法兰53；两个座体51分别连接导波管10沿输送方向D相对两侧的加热段11；座体51形成一通道511，该通道511环绕于输送模块30外，并连通相连接的加热段11朝外的一输送开口131。微波抑制件52穿设于座体51的顶面，各微波抑制件52为一管体，且微波抑制件52的两端分别为一封闭端521及一开放端522，开放端 522凸出于座体51的顶面，封闭端521位于通道511中。微波抑制件52可限制微波穿越通道511，进而避免导波管10的微波从输送开口131泄漏至外部。微波抑制件52不以穿设座体51的顶面为限，也可穿设座体51的任意外侧面。多个隔离法兰53分别连接于相邻的两个加热段11之间，隔离法兰53的相对两个开口分别连通两个加热段11朝向彼此的输送开口131，以避免微波泄漏。

最后，请参阅图12至图14所示，在本发明的第五实施例中，导波管10D是由两个块体15D组合形成的一直线型管体，其两端分别为一微波发射模块20的安装端16D，导波管10D中设置有多折点结构的导波板对14D，导波板对14D的各导波板141D具有一第一斜面73D及一第二斜面74D。各输送开口131D的外侧周缘进一步向外凸出形成有一导引环壁17D，导引环壁17D环绕输送开口131D，并且形成有一遮蔽面171D，遮蔽面171D遮蔽输送开口131D的相对两端，以降低微波泄漏。

请配合参阅图1及图5所示，本发明于使用时，将待加热物放置于输送模块30的一端，输送模块30带动待加热物沿输送方向D移动，使待加热物经输送开口131穿入导波管10中，并于导波管10中吸收微波能量而被加热。当本发明用于对潮湿的待加热物进行加热脱水时，抽气模块40将待加热物释放的水蒸汽抽出并储存于集水箱43内。

综上所述，本发明通过在导波管10的相对两端各设置一个微波发射模块20，以改善高微波吸收材料在导波管10中受热的均匀程度，并且能够对高单价的待加热物进行加热处理。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许改动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。