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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410639942.4(22)申请日 2010.10.272009-249467 2009.10.29 JP201080048960.5 2010.10.27H02J 17/00(2006.01)H05B 6/68(2006.01)H05B 6/70(2006.01)H05B 6/74(2006.01)(71)申请人日本电业工作株式会社地址日本东京都千代田区(72)发明人古川实 白土正(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人楼高潮(54) 发明名称电力再生装置及电力再生方法、蓄电系统及蓄电方法、以及高频波装。
2、置(57) 摘要本发明的电力再生装置包括:抽取部(3),配设在从高频波源(1)向高频波负载(6)传输高频波的传输路径(2)上,抽取由高频波负载(6)反射高频波所产生的反射高频波;及高频波/直流电转换部(8),将抽取部(3)抽取出的反射高频波转换成直流电力。由此,提供一种能够再生且有效利用高频波电能的电力再生装置及电力再生方法、能够蓄积且有效利用高频波电能的蓄电系统及蓄电方法、以及能够有效利用高频波电能的高频波装置。(30)优先权数据(62)分案原申请数据(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书17页 附图13页(10)申请公布号 CN。
3、 104410174 A(43)申请公布日 2015.03.11CN 104410174 A1/2页21. 一种电力再生装置,其特征在于包括:抽取部,配设在从高频波源向高频波负载传输高频波的传输路径上,抽取由所述高频波负载反射所述高频波所产生的反射高频波;及高频波/直流电转换部,通过所述抽取部抽取出的反射高频波转换成直流电力;所述高频波/直流电转换部包括:反射高频波传输路径,传输所述抽取部抽取的所述反射高频波;多个天线探针,所述天线探针按照突出的形式设置在所述反射高频波传输路径内,接收所述反射高频波,输出与接收的反射高频波对应的交流电力;整流部,所述整流部设置在每个所述天线探针上,对所述天线探。
4、针输出的交流电力进行整流。2. 一种电力再生装置,其特征在于包括:抽取部,配设在从高频波源向高频波负载传输高频波的传输路径上,抽取由所述高频波负载反射所述高频波所产生的反射高频波;及分流部,用于将所述抽取部抽取出的反射高频波分流后予以输出;高频波/直流电转换部,通过所述抽取部抽取出并由所述分流部分流后输出的反射高频波转换成直流电力;所述高频波/直流电转换部包括:反射高频波传输路径,传输所述分流部分流后输出的所述反射高频波;多个天线探针,所述天线探针按照突出的形式设置在所述反射高频波传输路径内,接收所述反射高频波,输出与接收的反射高频波对应的交流电力;整流部,所述整流部设置在每个所述天线探针上,。
5、对所述天线探针输出的交流电力进行整流。3. 根据权利要求1或2所述的电力再生装置,其特征在于:所述天线探针为杆状,所述各天线探针的长度是根据所述天线探针的位置中的所述反射高频波传输路径内的所述反射高频波的电场强度分布而设定。4. 根据权利要求1或2所述的电力再生装置,其特征在于:当所述反射高频波的所述反射高频传输路径内的波长为g时,所述反射高频波传输路径的长度方向上的所述多个天线探针的配置间隔设定为g/4。5. 根据权利要求1或2所述的电力再生装置,其特征在于:所述各整流部包括:输入滤波器,接收所述天线探针输出的交流电力的输入,消除所述反射高频波的频率以外的频率分量;整流器,整流所述输入滤波器。
6、输出的交流电力,作为直流电力输出;输出滤波器,将所述整流器输出的包含在直流电流的高频波分量消除后输出;所述输入滤波器及所述输出滤波器是带通滤波器或低通滤波器。6. 根据权利要求2所述的电力再生装置,其特征在于:所述分流部是将从输入端口输入的所述反射高频波在两股以上的输出端口上分流成两股的多分流波导管;在所述多分流波导管的两股以上的输出端口上具有分别连接的两股以上的所述高频权 利 要 求 书CN 104410174 A2/2页3波/直流电转换部。7. 根据权利要求6所述的电力再生装置,其特征在于:从所述输入端口的中心轴到所述两股以上的输出端口的长度仅是规定的长度不同。8. 根据权利要求7所述的电。
7、力再生装置,其特征在于:当所述反射高频波的所述分流部内的波长为g时,所述规定的长度为g /4或g /6。权 利 要 求 书CN 104410174 A1/17页4电力再生装置及电力再生方法、 蓄电系统及蓄电方法、 以及高频波装置技术领域0001 本发明涉及一种将高频波电能再生的电力再生装置及电力再生方法、蓄积高频波电能的蓄电系统及蓄电方法、以及高频波装置。背景技术0002 图23是表示作为高频波装置的一个例子的高频波加热装置的结构的框图。所述高频波加热装置500具备高频波发生器1作为产生微波的高频波源,且具备加热室6作为高频波负载。另外,高频波发生器1是由例如作为微波振荡器的磁控管、电源装置、。
8、及控制电路等构成。而且,通过作为传输高频波的传输路径的波导管2,将高频波发生器1和加热室6连接,且于所述波导管2上依次配设着循环器3、功率监控器4、匹配器5。0003 下面说明所述高频波加热装置500的运作。首先,高频波发生器1产生和水的吸收频带对应的2.42.5GHz的微波W,在波导管2内传输微波W,依次通过循环器3、功率监控器4、匹配器5后,到达加热室6。于此,功率监控器4监控通过的微波W强度,且显示所述微波W的强度。而且,匹配器5的作用在于匹配波导管2和加热室6的阻抗。0004 图24是将图23所示的加热室6中的被加热物O加热的说明图。所述加热室6包括:转盘6a,用来载置含水分的被加热物。
9、O;搅拌风扇6b,用于随机反射微波W;以及烘烤加热用电热器6c。而且,所述加热室6中,从连接于匹配器5的波导管2所导入的微波W,受到加热室6的内壁6d反射,以及搅拌风扇6b的随机反射,同时被旋转地转盘6a上的被加热物O吸收,从而将被加热物O加热。另外,所述加热室6中,还可以利用电热器6c向被加热物O给予热量H而进行烘烤加热。0005 在加热室6内未用于被加热物O加热的微波W作为频率和微波W相同的反射微波RW而从波导管2输出。而且,如图23所示,所述反射微波RW从波导管2返回,依次通过匹配器5、功率监控器4后,到达循环器3。0006 于此,循环器3包含第1端口3a、第2端口3b和第3端口3c,所。
10、述循环器3具有如下功能:将从第1端口3a输入的微波W输出至第2端口3b,并将从第2端口3b输入的反射微波RW从第3端口3c输出。这样一来,循环器3就具有了如下功能:防止反射微波RW返回到高频波发生器1,从而防止高频波发生器1损坏或运作不稳定等状况。0007 在循环器3的第3端口3c上,连接着被称为虚负载7的负载。所述虚负载7构成如下:利用吸收体吸收从第3端口3c输出的反射微波RW,将反射微波RW的电能转换成热量,使电能以热量的形式废弃。另外,当反射微波RW的电能较大时,发热量也会变大,所以会在虚负载处设置冷却风扇等冷却机构(参照非专利文献1)。连接着虚负载的这种循环器并不限定用于高频波加热装置。
11、,可以广泛用于基本粒子加速器、无线通信装置等高频波装置(参照非专利文献2、3)。0008 先行技术文献0009 非专利文献说 明 书CN 104410174 A2/17页50010 非专利文献1:微波设备介绍,(在线(online),微电子株式会社、平成21年10月9日检索、网址URL:http:/www.microdenshi.co.jp/isolator.html0011 非专利文献2甲斐规郎著、水负荷为UHF频段的加速器、岛田理化技报No.17(2006)、岛田理化工业股份有限公司、2006年3月15日发行、pp.30350012 非专利文献3产品目录-基站循环/隔离型铁氧体基板、(在线。
12、(online)、TDK股份有限公司、平成21年10月9日检索、网址:http:/www.tdk.co.jp/tjfx01/j773_cu.pdf发明内容0013 发明所要解决的问题0014 但是,在以往使用虚负载的高频波装置中,利用虚负载将从高频波负载反射回来的反射高频波电能转换成热量,然后只是通过散热将其废弃,所以能源利用效率低。尤其是反射高频波电能较大,而在虚负载处设置冷却风扇或冷却水等冷却机构时,需要使用电力使冷却机构运作,导致能量能源效率进一步变低。0015 本发明鉴于上述问题目的在于提供一种能够再生且有效利用高频波电能的电力再生装置及电力再生方法、能够蓄积且有效利用高频波电能的蓄电。
13、系统及蓄电方法、以及能够有效利用高频波电能的高频波装置。0016 解决问题的技术手段0017 为了解决所述问题而达成目的,本发明的电力再生装置的特征在于包括:抽取部,配设在从高频波源向高频波负载传输高频波的传输路径上,抽取由所述高频波负载反射所述高频波而产生的反射高频波;及高频波/直流电转换部,将所述抽取部抽取出的反射高频波转换成直流电力。0018 而且,本发明的电力再生装置基于所述发明,其特征在于还包括分流部,用于所述抽取部抽取出的反射高频波分流后予以输出。0019 而且,本发明的电力再生装置基于所述发明,其特征在于:所述高频波/直流电转换部包括:天线部,接收所述反射高频波并将与接收到的该反。
14、射高频波对应的交流电力输出;及整流部,对所述天线部输出的交流电力进行整流。0020 而且,本发明的电力再生装置基于所述发明,其特征在于:所述高频波/直流电转换部包括:多个所述天线部、及传输所述反射高频波的反射高频波传输路径,其中多个所述天线部以通过所述各个天线部接收在所述反射高频波传输路径内传输的所述反射高频波的方式分散配置。0021 而且,本发明的电力再生装置基于所述发明,其特征在于:所述反射高频波传输路径具备辐射状波导管。0022 而且,本发明的电力再生装置基于所述发明,其特征在于:所述高频波/直流电转换部具备将所述反射高频波转换成直流电力的真空管。0023 而且,本发明的电力再生装置基于。
15、所述发明,其特征在于:所述抽取部具备循环器,该循环器包含:第1端口,供所述高频波源产生的高频波输入;第2端口,将输入的所述高频波向所述高频波负载输出,且供所述反射高频波输入;及第3端口,抽取输入的所述反射高频波。说 明 书CN 104410174 A3/17页60024 而且,本发明的电力再生装置基于所述发明,其特征在于还包括:电压控制部,用于将所述高频波/直流电转换部输出的直流电力控制为既定电压并输出。0025 而且,本发明的蓄电系统的特征在于包括:根据上述任一发明所述的电力再生装置;及蓄电装置,蓄积所述电力再生装置输出的直流电力。0026 而且,本发明的高频波装置的特征在于包括:高频波源;。
16、高频波负载;传输路径,从所述高频波源向所述高频波负载传输高频波;及配设于所述传输路径上的根据上述任一发明所述的电力再生装置或所述发明的蓄电系统。0027 而且,本发明的高频波装置基于所述发明,其特征在于:所述高频波负载是进行高频波加热的加热室。0028 而且,本发明的高频波装置基于所述发明,其特征在于:所述高频波负载是收发高频信号波的天线。0029 而且,本发明的电力再生方法的特征在于包括:抽取步骤,在从高频波源向高频波负载传输高频波的传输路径上,抽取由所述高频波负载反射所述高频波而产生的反射高频波;及高频波/直流电转换步骤,将所述抽取出的反射高频波转换成直流电力。0030 而且,本发明的电力。
17、再生方法基于所述发明,其特征在于还包括:分流步骤,将所述抽取出的反射高频波分流,其中,在所述高频波/直流电转换步骤中,将所述分流后的各反射高频波转换成直流电力。0031 而且,本发明的电力再生方法基于所述发明,其特征在于,所述高频波/直流电转换步骤包括:接收步骤,接收所述反射高频波并将与接收到的该反射高频波对应的交流电力输出;及整流步骤,对所述输出的交流电力进行整流。0032 而且,本发明的电力再生方法基于所述发明,其特征在于:在所述接收步骤中,在反射高频波传输路径内传输所述抽取出的反射高频波,同时通过分散配置于该反射高频波传输路径上的多个天线接收所述抽取出的反射高频波。0033 而且,本发明。
18、的电力再生方法基于所述发明,其特征在于:在所述接收步骤中,使用具备辐射状波导管的所述反射高频波传输路径。0034 而且,本发明的电力再生方法基于所述发明,其特征在于还包括:电压控制步骤,将所述高频波/直流电转换步骤中输出的直流电力控制成既定电压并输出。0035 而且,本发明的蓄电方法的特征在于:蓄积通过所述任一发明所述的电力再生方法所再生的直流电力。0036 发明效果0037 根据本发明,能够再生以往作为热量而废弃的高频波电能,所以具有以下的效果,即:可以实现能够有效利用高频波电能的电力再生装置及电力再生方法、能够蓄积且有效利用高频波电能的蓄电系统及蓄电方法、以及能够有效利用高频波电能的高频波。
19、装置。附图说明0038 图1是表示实施方式1的高频波加热装置的结构的框图。0039 图2是图1所示的电力再生装置主要部分的示意图。0040 图3是图2所示的高频波/直流电转换器及电压控制器的示意性平面图。0041 图4是图3所示的高频波/直流电转换器的A-A线截面图。说 明 书CN 104410174 A4/17页70042 图5是图3所示的高频波/直流电转换器的部分截面侧视图。0043 图6是表示整流部结构的框图。0044 图7是表示电压控制器的电路结构的一个例子的图。0045 图8是表示实施方式2的电力再生装置的示意图。0046 图9是表示实施方式3的电力再生装置的示意图。0047 图10。
20、是表示实施方式4的高频波/直流电转换器的示意性部分立体透视图。0048 图11是图10所示的高频波/直流电转换器的截面图。0049 图12是图10所示的辐射状波导管部中硅整流二极管天线元件的配置说明图。0050 图13是表示实施方式5的电力再生装置的结构的框图。0051 图14是表示实施方式6的高频波加热装置的结构的框图。0052 图15是表示实施方式7的微波炉的门处于打开状态的外观示意图。0053 图16是示意性表示图15所示的微波炉内部结构的透视图。0054 图17是表示高频波/直流电转换电路结构的一个例子的框图。0055 图18是表示由微带线路构成的图17所示的高频波/直流电转换电路的一。
21、个示例图。0056 图19是表示图17所示的高频波/直流电转换电路的变形例的框图。0057 图20是表示由微带线路构成的图19所示的高频波/直流电转换电路的一个示例图。0058 图21是表示实施方式8的无线通信装置主要部分结构的框图。0059 图22是表示由微带线路构成的图21所示的无线通信装置主要部分的一个示例图。0060 图23是表示作为高频波装置一个示例的高频波加热装置的结构的框图。0061 图24是图23所示的加热室内的被加热物加热的说明图。0062 符号的说明0063 1、37:高频波发生器0064 2:波导管0065 3、40、52:循环器0066 3a:第1端口0067 3b:第。
22、2端口0068 3c:第3端口0069 4:功率监控器0070 5:匹配器0071 6、33:加热室0072 6b:搅拌风扇0073 6a:转盘0074 6c:电热器0075 6d:内壁0076 7:虚负载0077 8、16、55:高频波/直流电转换器说 明 书CN 104410174 A5/17页80078 9、56:电压控制器0079 10:供电线0080 11、12、14、17、45、58:电力再生装置0081 13、15:T型分流波导管0082 13a、15a:第1端口0083 13b、15b:第2端口0084 13c、15c:第3端口0085 18:微波管装置0086 19、57:蓄。
23、电装置0087 20、59:蓄电系统0088 31:显示操作部0089 32:门0090 34:开口部0091 35:电源电路0092 36:主控制部0093 38:同轴线0094 39:波导管天线0095 41、41A:高频波/直流电转换电路0096 41a:输入端0097 41b:分配器0098 41c、55a、82ba:输入滤波器0099 41d、55b、82bb:整流器0100 41da、55ba:通孔0101 41e、55c、82bc:输出滤波器0102 41f、82b:整流部0103 41g:直流电总线0104 41h:输出端0105 41i:低通滤波器0106 41ia:电感器0。
24、107 41ib:电容器0108 42:供电线0109 43:电压控制电路0110 44:控制线0111 50:信号处理部0112 51:功率放大器0113 53:分波电路0114 54:天线0115 55d:输出部0116 57:蓄电装置说 明 书CN 104410174 A6/17页90117 60:微带线路0118 60a:分流线路0119 61、93:电容器0120 81:波导管0121 81a:开口部0122 81b:孔0123 82:硅整流二极管天线元件0124 82a:天线探针0125 83、163a、163b:壳体0126 91:线圈0127 92:二极管0128 95:控制部。
25、0129 96:驱动器0130 100、200、500:高频波加热装置0131 161:波导管0132 161a:圆管状波导管部0133 161aa:开口部0134 161b:辐射状波导管部0135 161ba:孔0136 161c:内部导体0137 161ca:扩径部0138 300:微波炉0139 400:无线通信装置0140 AC1、AC2:交流电力0141 B:箭头0142 C:径向0143 DC1DC4:直流电力0144 H:热量0145 L:同心圆0146 O:被加热物0147 RECW:接收波0148 REFW:反射发送波0149 RW、RW1RW8:反射微波0150 S:电介质。
26、基板0151 TW:发送波0152 W:微波0153 X:中心轴具体实施方式说 明 书CN 104410174 A7/17页100154 下面,参照图式,详细说明本发明的电力再生装置及电力再生方法、蓄电系统及蓄电方法、以及高频波装置的实施方式。另外,本发明并不受到实施方式的限定。而且,各图式中,对相同或对应要素适当地附加相同符号。另外,图式是示意性结构,需要注意的是各层厚度和宽度的关系、各层的比率等有时候和实际不同。图式彼此之间有时候也包含相互尺寸关系、比率不同的部分。0155 (实施方式1)0156 首先,说明作为本发明实施方式1的高频波装置的高频波加热装置。图1是表示本实施方式1的高频波加。
27、热装置的结构的框图。和图21所示的高频波加热装置500同样地,所述高频波加热装置100包括高频波发生器1和加热室6。而且,高频波发生器1和加热室6通过作为传输高频波的传输路径的波导管2而连接,且所述波导管2上依次配设着循环器3、功率监控器4和匹配器5。0157 另外,所述高频波加热装置100包括连接于循环器3的第3端口3c的高频波/直流电转换器8、和连接于高频波/直流电转换器8的电压控制器9。而且,循环器3、高频波/直流电转换器8、及电压控制器9构成电力再生装置11。而且,高频波/直流电转换器8和电压控制器9、及电压控制器9和高频波发生器1分别通过供电线10而连接。0158 接着,说明所述高频。
28、波加热装置100、及电力再生装置11的运作。首先,高频波发生器1产生频率为2.42.5GHz的微波W,在波导管2内传输微波W,依次通过循环器3、功率监控器4和匹配器5后,到达加热室6。另外,循环器3将从第1端口3a输入的微波W输出至第2端口3b。0159 所述加热室6具有和高频波加热装置500的情况相同的功能。也就是说,如图24所示,从连接于匹配器5的波导管2导入的微波W,受到加热室6的内壁6d反射,以及搅拌风扇6b的随机反射,同时被载置于旋转的转盘6a上且含水分的被加热物O吸收,从而将被加热物O加热。而且,还可以适宜地利用电热器6c向被加热物O给予热量H而进行烘烤加热。0160 加热室6内未。
29、用于加热被加热物O的微波W作为频率和微波W相同的反射微波RW而从波导管2输出,依次通过匹配器5、功率监控器4后到达循环器3。0161 循环器3将从第2端口3b输入的反射微波RW从第3端口3c输出。也就是说,循环器3作为抽取部发挥功能:从将高频波发生器1和加热室6连接的波导管2内抽取反射微波RW。0162 高频波/直流电转换器8将循环器3抽取出的反射微波RW转换成直流电力DC1并输出。所述直流电力DC1通过供电线10而输入至电压控制器9。0163 电压控制器9将输入的直流电力DC1控制为既定电压,作为直流电力DC2而输出。所述直流电力DC2通过供电线10而输入至高频波发生器1,作为用于在高频波发生器1内产生微波W等电力的一部分被使用。0164 也就是说,所述电力再生装置11构成如下:将循环器3抽取出的反射微波RW再生为直流电力DC1,然后输出基于直流电力DC1而被控制为既定电压的直流电力DC2,所述直流电力DC2作为使高频波发生器1运转的电力而被重新利用。因此,高频波加热装置100通过电力再生装置11,有效得利用以往只是作为热量而废弃的反射微波RW的电能,从而实现高效能源利用。这样一来,所述高频波加热装置100能够削减用电量,所以能够降低装置说 明 书CN 104410174 A10。