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WO2017022710A1 - 電磁波放電放射装置 - Google Patents

電磁波放電放射装置 Download PDF

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WO2017022710A1
WO2017022710A1 PCT/JP2016/072513 JP2016072513W WO2017022710A1 WO 2017022710 A1 WO2017022710 A1 WO 2017022710A1 JP 2016072513 W JP2016072513 W JP 2016072513W WO 2017022710 A1 WO2017022710 A1 WO 2017022710A1
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WO
WIPO (PCT)
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electromagnetic wave
discharge
discharge radiation
radiation
radiation pattern
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2016/072513
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English (en)
French (fr)
Inventor
池田　裕二
誠士 神原
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Imagineering Inc
Original Assignee
Imagineering Inc
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Publication date
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Priority to JP2017533054A priority patent/JPWO2017022710A1/ja
Priority to EP16832989.4A priority patent/EP3331328A4/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P23/00—Other ignition
    • F02P23/04—Other physical ignition means, e.g. using laser rays
    • F02P23/045—Other physical ignition means, e.g. using laser rays using electromagnetic microwaves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B6/686—Circuits comprising a signal generator and power amplifier, e.g. using solid state oscillators
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    • H05B6/64—Heating using microwaves
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    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/52—Generating plasma using exploding wires or spark gaps
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    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/461—Microwave discharges
    • H05H1/463—Microwave discharges using antennas or applicators

Definitions

  • the present invention relates to a discharge device that generates a discharge due to an electromagnetic wave in a target space according to an output of the supplied electromagnetic wave, and an electromagnetic wave discharge radiation device that functions as a radiation device that radiates the electromagnetic wave to the target space.
  • the present inventors can be used as an ignition device for a small internal combustion engine that can efficiently generate, expand and maintain plasma using only electromagnetic waves as a discharge device for ignition of the internal combustion engine.
  • a plasma generator was proposed.
  • This plasma generation device is an integrated electromagnetic wave oscillator that oscillates an electromagnetic wave, a control device that controls the electromagnetic wave oscillator, a booster circuit that includes a resonance circuit that is capacitively coupled to the electromagnetic wave oscillator, and a discharge electrode that discharges a high voltage generated by the booster circuit It is trying to form. (For example, refer to Patent Document 1).
  • the plasma generation device that can be used as the ignition device described in Patent Document 1 can have a significantly reduced outer diameter as compared with a conventional ignition plug, and is arranged in a large number in an internal combustion engine, so that a plurality of discharge locations are provided.
  • the fuel air mixture supplied to the combustion chamber can be reliably burned, or the combustion timing can be arbitrarily adjusted.
  • the longitudinal dimension cannot be significantly reduced, and it is formed on the engine head of the internal combustion engine.
  • the number of mounting holes is also limited (for example, about 4 to 8 locations).
  • the present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is a small discharge device that generates a discharge only by an electromagnetic wave, and can greatly reduce the size in the longitudinal direction and supply the discharge device. It is to supply an electromagnetic wave discharge radiation device capable of radiating an electromagnetic wave to a target space according to the output of the electromagnetic wave to be performed.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device of the present invention is An electromagnetic wave oscillator that oscillates electromagnetic waves; A control device for controlling the electromagnetic wave transmitter; A first substrate having a plurality of discharge radiation patterns formed thereon; A power receiving port that receives power from the electromagnetic wave from the electromagnetic wave oscillator, and a power feeding end that is connected to the power receiving end of the discharge radiation pattern via a via, the distance from the power receiving port to the power receiving end of the discharge radiation pattern being the same distance A second substrate on which the power feeding pattern is formed, The discharge radiation pattern is formed in a spiral shape around the power receiving end connected to the power feeding pattern and has a length of 1 ⁇ 4 wavelength with respect to the wavelength of the supplied electromagnetic wave.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device of the present invention functions as an electromagnetic wave discharge device when the output of the supplied electromagnetic wave is large (for example, 1.6 kW), and functions as an electromagnetic wave radiation device when the output is low (for example, 300 W). To do.
  • the control device supplies an electromagnetic wave having an output value that causes dielectric breakdown in the gap between the open end of the discharge radiation pattern and the discharge radiation pattern line adjacent to the open end, from the electromagnetic wave oscillator. It is possible to perform discharge control that causes discharge.
  • the output value of electromagnetic waves that cause dielectric breakdown in the gap between the open end and the discharge radiation pattern line adjacent to the open end can be easily known by varying the output value using a control device, although it varies depending on the width of the gap. .
  • the said electromagnetic wave discharge radiation apparatus can be used as a discharge device of an internal combustion engine, for example.
  • the control device supplies an electromagnetic wave having an output lower than an output value at which dielectric breakdown occurs at a gap between the open end of the discharge radiation pattern and the discharge radiation pattern line adjacent to the open end from the electromagnetic wave oscillator.
  • radiation control for radiating electromagnetic waves from the surface of each discharge radiation pattern can be performed.
  • the said electromagnetic wave discharge radiation apparatus can be used as a microwave radiation antenna of a microwave heating apparatus, for example.
  • the control device supplies an electromagnetic wave having a first output value that causes dielectric breakdown in the gap between the open end of the discharge radiation pattern and the discharge radiation pattern line adjacent to the open end from the electromagnetic wave oscillator.
  • discharge control for generating discharge in the gap and radiation control for radiating electromagnetic waves from the surface of each discharge radiation pattern by supplying an electromagnetic wave having a second output value lower than the first output value from the electromagnetic wave oscillator And can be done.
  • control means By using the control means to switch between discharge control and radiation control, when used as an ignition device for an internal combustion engine, electromagnetic waves are emitted at timings other than the ignition timing, and OH radicals and O 2 radicals are generated in the combustion chamber. And can contribute to the promotion of combustion. Further, it is possible to efficiently expand and maintain a flame generated only by electromagnetic waves.
  • a main component of the electromagnetic wave discharge radiation apparatus of the present invention is a substrate-shaped discharge radiation member having a two-layer structure including a first substrate and a second substrate, and forms a discharge gap on the main surface of the first substrate.
  • a plurality of formed discharge radiation patterns function as a discharge device that generates a discharge due to an electromagnetic wave in the target space according to the output of the supplied electromagnetic wave and a radiation device (radiation antenna) that radiates the electromagnetic wave into the target space.
  • a radiation device radiation antenna
  • the example which formed the discharge radiation pattern of the electromagnetic wave discharge radiation apparatus of this invention in four places (a) is the front view seen from the main surface side of the 1st board
  • the example which formed the discharge radiation pattern of the same electromagnetic wave discharge radiation apparatus in 16 places is shown, (a) is the front view seen from the main surface side of the 1st substrate, (b) is the back surface seen from the back surface side of the 2nd substrate.
  • (C) is a perspective view seen from the main surface side of the first substrate, (d) is a perspective view seen from the back surface side of the second substrate.
  • 1 is a front sectional view showing an internal combustion engine of Embodiment 1.
  • FIG. It is the bottom view which looked at the cylinder head of the internal combustion engine from the combustion chamber side. It is a schematic front view which shows the heating apparatus of Embodiment 2.
  • Electromagnetic discharge radiation device as an ignition device (discharge device) for an internal combustion engine is an example in which the electromagnetic wave discharge radiation device according to the present invention is used as an ignition device for an internal combustion engine.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device 1 has an electromagnetic wave oscillator MW that oscillates an electromagnetic wave, a control device 2 that controls the electromagnetic wave transmitter MW, and a plurality of discharge radiation patterns 11 formed on the main surface side.
  • the distance between the first substrate 10, the power receiving port 21 that receives power supply of the electromagnetic wave from the electromagnetic wave oscillator MW, and the power receiving end 21 a that is the power receiving point of the discharge radiation pattern 11 from the power receiving port 21 is the same distance.
  • the discharge radiation pattern 11 and the power feeding pattern 21 are formed on the main surfaces of the first substrate 10 and the second substrate 20, respectively.
  • the power feeding pattern 21 is connected to a power receiving port 21 formed on the back surface of the second substrate 20 via vias, and is connected to a power receiving end 11a which is a power receiving point of the discharge radiation pattern 11 via vias.
  • the distance from 22a (4 places in the example of FIG. 1 and 16 places in the example of FIG. 2) to the power receiving port 21 is configured to be equal.
  • the thicknesses of the first substrate 10 and the second substrate 20 are not particularly limited. In the present embodiment, the thickness is about 0.2 mm, and the discharge radiation member 5 is configured by laminating both substrates. I have to.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 are not particularly limited, but powders of ceramics (for example, alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride, cordierite, mullite, etc.) (hereinafter referred to as ceramic raw materials) are used. It is formed by firing. Further, the discharge radiation pattern 11 and the power feeding pattern 21 are not particularly limited, but the above-described configuration of the conductive paste mainly composed of metal powder (for example, silver, copper, tungsten, molybdenum, etc. having low electric resistance) ( As shown in FIGS. 1 and 2, printing is performed on the first substrate 10 and the second substrate 20 by a method such as screen printing.
  • ceramic raw materials for example, alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride, cordierite, mullite, etc.
  • the electromagnetic wave radiation device 1 causes the control device 2 to generate an electromagnetic wave having an output value that causes dielectric breakdown in the gap S between the open end 11b of the discharge radiation pattern 11 and the discharge radiation pattern line 11c adjacent to the open end 11b.
  • the control device 2 By supplying from the oscillator MW, a control for generating a discharge in the gap S is performed.
  • the length of the discharge radiation pattern 11 is set to 1 ⁇ 4 wavelength with respect to the wavelength of the supplied electromagnetic wave, the electric field intensity in the vicinity of the gap S is increased to facilitate discharge.
  • the discharge radiation pattern 11 formed in a spiral shape around the power receiving end 11a can be formed in a spiral shape, in this embodiment, a pattern extending straight from the power receiving end 11a is repeatedly bent at a right angle.
  • the length of the discharge radiation pattern 11 is configured to be 1 ⁇ 4 wavelength with respect to the wavelength of the electromagnetic wave to be supplied.
  • the discharge radiation pattern 11 in the present embodiment uses alumina having a relative dielectric constant of about 8.5 as the material of the first substrate 10, the pattern width is 1 mm, and the total length is about 25 mm. Has been.
  • the frequency of the electromagnetic wave supplied from the electromagnetic wave transmitter MW is 2.45 GHz.
  • the discharge radiation pattern 11 is formed so that the dimension of the gap S between the open end 11b and the discharge radiation pattern line 11c adjacent to the open end 11b is about 0.1 to 0.3 mm in this embodiment. Like to do.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device 1 When the electromagnetic wave discharge radiation device 1 is used as a discharge device, the number of discharge radiation patterns 11, the distance of the gap S between the open end 11b of the discharge radiation pattern 11 and the discharge radiation pattern line 11c adjacent to the open end 11b, The output values that cause dielectric breakdown in the gap S are different. Therefore, the output of the electromagnetic wave supplied from the electromagnetic wave oscillator MW is variably controlled in advance, and an optimum dischargeable output value is measured and stored in the control device 2.
  • the electromagnetic wave oscillator MW is, for example, a semiconductor oscillator.
  • the electromagnetic wave oscillator MW is electrically connected to an electromagnetic wave power source (not shown).
  • an electromagnetic wave oscillation signal for example, a TTL signal
  • the electromagnetic wave power source When receiving an electromagnetic wave oscillation signal (for example, a TTL signal) from the control device 2, the electromagnetic wave power source outputs a pulse current to the electromagnetic wave oscillator MW in a pattern in which a predetermined duty ratio, a pulse time, and the like are set.
  • the electromagnetic wave oscillator MW outputs a microwave pulse to the power receiving port 21 when receiving a pulse current from the electromagnetic wave power source.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device 1 generates microwave plasma using the combustion chamber 30 as a target space.
  • the internal combustion engine 3 is a reciprocating type gasoline engine, but is not limited thereto.
  • the internal combustion engine 3 is configured by arranging a plurality of electromagnetic discharge discharge devices 1 on the top surface 30A of the cylinder head 32 as ignition devices (discharge devices) in the internal combustion engine body.
  • the internal combustion engine 3 includes a cylinder block 31, a cylinder head 32, and a piston 33.
  • a plurality of cylinders 34 having a circular cross section are formed in the cylinder block 31.
  • a piston 33 is provided in each cylinder 34 so as to reciprocate.
  • the piston 33 is connected to the crankshaft via a connecting rod (not shown).
  • the crankshaft is rotatably supported by the cylinder block 31.
  • the cylinder head 32 is placed on the cylinder block 31 with the gasket G interposed therebetween.
  • the cylinder head 32 defines the combustion chamber 30 together with the cylinder 34 and the piston 33.
  • the cylinder head 32 is provided with a plurality of discharge radiation patterns 11 of the discharge radiation member 5 of the electromagnetic wave radiation emission device 1 so that each cylinder 34 is exposed to the combustion chamber 20.
  • the cylinder head 32 has a supply passage 32 ⁇ / b> A that allows passage of electromagnetic wave supply means 23 (for example, a semi-rigid coaxial cable) that supplies an electromagnetic wave (microwave) from the electromagnetic wave transmitter MW to the power receiving port 21.
  • An intake port 35 and an exhaust port 36 are formed in the cylinder head 32 with respect to the cylinder 34.
  • the intake port 35 is provided with an intake valve 37 that opens and closes the intake port 35.
  • the exhaust port 36 is provided with an exhaust valve 38 that opens and closes the exhaust port 36.
  • One injector 39 for fuel injection is provided for each cylinder 34.
  • the injector 39 forms an injection hole on the upstream side of at least one of the two intake ports 35 and sprays fuel into the combustion chamber together with the intake air.
  • the injector 39 may be configured as a so-called direct injection injector by projecting into the combustion chamber 30 from between the openings of the two intake ports 35. In this case, the injector 39 injects fuel from a plurality of injection ports in different directions. When a direct injection injector is used, fuel is injected toward the top surface of the piston 33.
  • the injector 39 can also be a twin injector system provided in both the intake port and the combustion chamber.
  • positioning position of the electromagnetic wave discharge radiation apparatus 1 (1A, 1B) is not specifically limited, but in this embodiment, as shown in FIG.
  • the center of the surface exposed to the combustion chamber 30) and between the intake ports 35 and 35 of the cylinder head 22, between the exhaust ports 36 and 36, and between the intake port 35 and the exhaust port 36 are arranged.
  • the combustion chamber ceiling surface of the internal combustion engine refers to a surface of the cylinder head 32 exposed to the combustion chamber 30 and includes a surface parallel to the piston 33.
  • each electromagnetic wave discharge radiation device 1 is performed by supplying electromagnetic waves to each electromagnetic wave discharge radiation device 1 by the control device 2. At this time, it is also possible to control so that each discharges at a different timing. This promotes the miniaturization of the electromagnetic wave power source for supplying the pulse current to the electromagnetic wave oscillator MW and the reduction in the capacity of the electromagnetic wave oscillation semiconductor chip of the electromagnetic wave oscillator MW. Moreover, the pulse current supplied to the electromagnetic wave discharge radiation apparatus 1 discharged after that can be made lower than the pulse current supplied to the electromagnetic wave discharge radiation apparatus 1 that discharges first.
  • the discharge from the electromagnetic wave discharge radiation device 1B that discharges after that is effective for the purpose of maintaining and expanding the plasma generated by the first discharge, and reducing the total power consumption.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device 1B disposed on the peripheral surface side so that the direction of the flame is directed from the circumferential side to the central side, it is possible to reduce the heat loss generated on the cylinder wall surface.
  • the effect of reducing the heat loss can be further improved by causing the EGR gas to be present in the vicinity of the cylinder wall surface by the swirl flow.
  • control device 2 supplies an electromagnetic wave having a first output value that causes dielectric breakdown in the gap S between the open end 11b of the discharge radiation pattern 11 and the discharge radiation pattern line 11c adjacent to the open end 11b from the electromagnetic wave oscillator MW.
  • the electromagnetic wave is radiated from the surface of each discharge radiation pattern 11 by supplying from the electromagnetic wave oscillator MW the discharge control that causes the discharge in the gap S and the second output value that is lower than the first output value.
  • the radiation control to be performed can be switched according to each process of the internal combustion engine.
  • control means 2 By using the control means 2 to switch between discharge control and radiation control, when used as an ignition device for an internal combustion engine, an electromagnetic wave having a second output value is radiated at a timing other than the ignition timing and enters the combustion chamber 20. OH radicals and O 2 radicals can be generated and contribute to combustion promotion. As a result, it is possible to efficiently expand and maintain a flame generated only by electromagnetic waves.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device 1 is disposed on the top surface 30A of the cylinder head 32.
  • the present invention is not limited to this, and the electromagnetic wave discharge radiation device 1 may be disposed on the top surface of the piston 33. You can also.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device 1 used as an ignition device (discharge device) in the internal combustion engine of Embodiment 1 only needs to open a small-diameter supply passage 32A that allows the electromagnetic wave supply means 23 to pass through the cylinder head 32.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device 1 in which the four discharge radiation patterns 11 are formed on one substrate 10 can be formed on the ceiling surface 30A of the cylinder head 32 at five locations. As a result, multi-point ignition with 20 discharge points can be realized.
  • a premixed compression ignition system (HCCI (homogeneous-charge compression ignition)) can be adopted.
  • the premixed compression ignition method is a method in which gasoline is self-ignited like a diesel engine, but it is difficult to control because the ignition timing depends on the temperature in the combustion chamber. Therefore, by using the electromagnetic wave discharge radiation device 1 of the present invention, the temperature in the combustion chamber can be easily controlled by controlling the output of the electromagnetic wave and the like, and the drawbacks of the premixed compression ignition system can be compensated. .
  • the electromagnetic wave discharge radiation device 1 as an ignition means, it is possible to control the ignition location of the flame and effectively prevent knocking of the internal combustion engine. In this case, it is possible to more reliably suppress knocking by using a knock sensor in combination and performing ignition control according to the location where knocking occurs.
  • the heat loss can be reduced and the heat generation position can be controlled by adjusting the discharge start time from the electromagnetic wave discharge radiation device 1.
  • These controls control of discharge output, discharge position, and discharge timing
  • nsec nanosecond
  • RF chip semiconductor chip
  • Electromagnetic wave discharge radiation apparatus as an electromagnetic wave radiation apparatus of a heating apparatus
  • This Embodiment 2 is an example which uses the electromagnetic wave discharge radiation apparatus which concerns on this invention as an electromagnetic wave radiation apparatus of a heating apparatus.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device 1 has the same structure as that of the electromagnetic wave discharge radiation device 1 according to the first embodiment.
  • the difference from the first embodiment is that the control device 2 uses the open end 11b of the discharge radiation pattern 11 and the open end.
  • the electromagnetic wave is controlled to be emitted from the surface of each discharge radiation pattern. Yes.
  • This heating device 4 is a heating device using dielectric heating, and the heating chamber 40 has a front face that can be opened and closed with an opening / closing door (not shown), and a left side plate 41, a right side plate 42, a top plate 43, and a bottom plate made of a metal material. 44 and a back plate 45.
  • the discharge radiation member 5 of the electromagnetic wave discharge radiation device 1 is disposed on the surface of at least one plate (in the illustrated example, it is disposed on four surfaces other than the bottom plate 44). Since each plate is made of a metal material, the discharge radiation member 5 is disposed at a predetermined distance in order not to affect the radiation of the electromagnetic waves, It is preferable to interpose an insulator between the discharge radiation member 5. Further, it is usually necessary to dispose a turntable (not shown) or the like on the bottom plate 44. When the discharge radiation member 5 is disposed on the bottom plate 44, it is disposed below the turntable.
  • the discharge radiation member 5 of the electromagnetic wave radiation radiation device 1 may be one in which the discharge radiation pattern 11 is formed at four locations on the main surface of the first substrate 10 as shown in FIG. As shown in FIG. 2, it is preferable to use the discharge radiation pattern 11 formed on the main surface of the first substrate 10 at 16 locations.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device 1 is configured so that one electromagnetic wave transmission device MW is supplied to the discharge radiation member 5 of each plate using the control device 2 and a distributor or a switching device.
  • the electromagnetic wave transmitter MW may be arranged to control the supply of electromagnetic waves (microwaves) for each plate.
  • detection means for example, a directional coupler and a detector for detecting the state of the traveling wave and the reflected wave of the electromagnetic wave supplied between the electromagnetic wave transmission device MW and the discharge radiation member 5 is disposed, and each discharge radiation is provided.
  • detection means for example, a directional coupler and a detector for detecting the state of the traveling wave and the reflected wave of the electromagnetic wave supplied between the electromagnetic wave transmission device MW and the discharge radiation member 5 is disposed, and each discharge radiation is provided.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device 1 used as the electromagnetic wave radiation device of the heating device of the second embodiment is arranged in a large number on each surface of the heating chamber 20 as a plurality of radiation antennas, and is at an optimum distance from the object to be heated. Electromagnetic waves (microwaves) can be radiated from the electromagnetic wave discharge radiation device 1, and the object to be heated can be efficiently heat-treated.
  • the electromagnetic wave discharge radiation apparatus 1 is the same as the electromagnetic wave discharge radiation apparatus 1 used as an ignition device for an internal combustion engine, except that the control method by the control device 2 is different, and the manufacturing cost can be reduced. it can.
  • the electromagnetic wave discharge radiation device of the present invention is preferably used for an internal combustion engine such as an automobile engine when the electromagnetic wave discharge radiation device of the present invention is used as a discharge device.
  • the electromagnetic wave discharge radiation apparatus of this invention when using the electromagnetic wave discharge radiation apparatus of this invention as a radiation apparatus, it can be used suitably also for a garbage processing machine etc. other than the heating apparatus using the dielectric heating represented by the microwave oven.
  • Electromagnetic wave discharge radiation apparatus 10 1st board

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Abstract

【課題】電磁波のみによって放電を生じさせる小型の放電装置であって、長手方向の寸法を大幅に小型化することができるとともに、供給する電磁波の出力に応じて対象空間に電磁波を放射することができる電磁波放電放射装置を供給すること。電磁波を発振する電磁波発振器ＭＷと、この電磁波発信器ＭＷを制御する制御装置２と、主面側に複数の放電放射パターン１１を形成した第１基板１０と、電磁波発振器ＭＷからの電磁波の給電を受ける受電ポート２１及び受電ポート２１から放電放射パターン１１の受電点である受電端１１ａまでの距離を同距離とし、放電放射パターン１１の受電端１１ａとビアを介して接続される給電端２２ａを備えた給電パターン２２を形成した第２基板２０とを備え、放電放射パターン１１を、給電パターン２２と接続される受電端１１ａを中心に渦巻き状に、かつ、供給される電磁波の波長に対して１／４波長の長さとなるように形成する。

Description

電磁波放電放射装置
　本発明は、供給される電磁波の出力に応じて対象空間において電磁波による放電を生じさせる放電装置及び対象空間に電磁波を放射する放射装置として機能する電磁波放電放射装置に関する。
　本発明者等は、内燃機関の着火のための放電装置として、電磁波のみを使って、プラズマの発生、拡大及び維持を効率よく行うことができる小型の内燃機関の点火装置として使用することができるプラズマ生成装置を提案した。このプラズマ生成装置は、電磁波を発振する電磁波発振器と、電磁波発振器を制御する制御装置と、電磁波発振器と容量結合した共振回路を含む昇圧回路及び昇圧回路により発生した高電圧を放電させる放電電極を一体的に形成するようにしている。（例えば、特許文献１参照。）。
国際公開２０１４／１１５７０７号
　特許文献１に記載の点火装置として使用することができるプラズマ生成装置は、従来の点火プラグと比べて外径を大幅に小型化することができ、内燃機関に多数配設し、放電箇所を複数形成することで燃焼室に供給される燃料（混合気）を確実に燃焼させたり燃焼タイミングを任意に調整したりすることができるものである。
　しかし、従来の点火プラグと比べて外径寸法を大幅に小型化できるこのプラズマ生成装置であっても、長手方向の寸法を大幅に小型化することはできず、内燃機関のエンジンヘッドに形成する取付孔の数には限界が有り、配設数にも限界（例えば、４箇所～８箇所程度）がある。
　また、電磁波（マイクロ波）を用いて被対象物を加熱するマイクロ波加熱装置に使用することができる小型で低コストである電磁波放射装置が望まれている。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電磁波のみによって放電を生じさせる小型の放電装置であって、長手方向の寸法を大幅に小型化することができるとともに、供給する電磁波の出力に応じて対象空間に電磁波を放射することができる電磁波放電放射装置を供給することである。
　本発明の電磁波放電放射装置は、
　電磁波を発振する電磁波発振器と、
　該電磁波発信器を制御する制御装置と、
　複数の放電放射パターンを形成した第１基板と、
　前記電磁波発振器からの電磁波の給電を受ける受電ポート及び該受電ポートから前記放電放射パターンの受電端までの距離を同距離とし、放電放射パターンの受電端とビアを介して接続される給電端を備えた給電パターンを形成した第２基板とを備え、
　前記放電放射パターンを、給電パターンと接続される受電端を中心に渦巻き状に、かつ、供給される電磁波の波長に対して１／４波長の長さとなるように形成するようにしている。
　本発明の電磁波放電放射装置は、供給する電磁波の出力が大出力の場合（例えば、１．６ｋＷ）は電磁波放電装置として機能し、低出力の場合（例えば、３００Ｗ）には電磁波放射装置として機能する。
　この場合において、前記制御装置によって、前記放電放射パターンの開放端と、開放端と近接する放電放射パターン線路との間隙で絶縁破壊が生じる出力値の電磁波を電磁波発振器から供給することで、前記間隙で放電を生じさせる放電制御を行うようにすることができる。開放端と、開放端と近接する放電放射パターン線路との間隙で絶縁破壊が生じる電磁波の出力値は、間隙の幅寸法によって異なるが制御装置によって出力値を可変させることで容易に知ることができる。これにより、当該電磁波放電放射装置を、例えば、内燃機関の放電装置として使用することができる。
　また、この場合において、前記制御装置によって、前記放電放射パターンの開放端と、開放端と近接する放電放射パターン線路との間隙で絶縁破壊が生じる出力値よりも低出力の電磁波を電磁波発振器から供給することで、各放電放射パターンの表面から電磁波を放射する放射制御を行うようにすることができる。これにより、当該電磁波放電放射装置を、例えば、マイクロ波加熱装置のマイクロ波放射アンテナとして使用することができる。
　さらに、この場合において、前記制御装置によって、前記放電放射パターンの開放端と、開放端と近接する放電放射パターン線路との間隙で絶縁破壊が生じる第１出力値の電磁波を電磁波発振器から供給することで、前記間隙で放電を生じさせる放電制御と、第１出力値よりも低出力の第２出力値の電磁波を電磁波発振器から供給することで、各放電放射パターンの表面から電磁波を放射する放射制御とを行うようにすることができる。
　制御手段で放電制御と放射制御を切り替えて行うようにすることで、内燃機関の点火装置として使用する際、点火タイミング以外のタイミングで電磁波を放射し、燃焼室内にＯＨラジカル、Ｏ２ラジカルを生成し、燃焼促進に寄与することができる。また、電磁波のみによって生成した火炎の拡大、維持を効率よく行うことができる。
　本発明の電磁波放電放射装置の主要構成部品は、第１基板及び第２基板からなる２層構造の基板状の放電放射部材であって、第１基板の主面に放電ギャップを構成するように形成した複数の放電放射パターンが、供給される電磁波の出力に応じて対象空間において電磁波による放電を生じさせる放電装置及び対象空間に電磁波を放射する放射装置（放射アンテナ）として機能するから内燃機関においてはシリンダヘッドにおける燃焼室に露出する面やピストンヘッドに貼り付けるように取り付けることができ、マイクロ波加熱装置においては、加熱室の天面、底面、側面に簡単に、かつ、多数配設することができる。
本発明の電磁波放電放射装置の放電放射パターンを４箇所に形成した例を示し、（ａ）は第１基板の主面側から見た正面図、（ｂ）は第２基板の裏面側から見た背面図、（ｃ）は放電放射パターンの要部拡大図である。 同電磁波放電放射装置の放電放射パターンを１６箇所に形成した例を示し、（ａ）は第１基板の主面側から見た正面図、（ｂ）は第２基板の裏面側から見た背面図、（ｃ）は第１基板の主面側から見た斜視図、（ｄ）は第２基板の裏面側から見た斜視図である。 実施形態１の内燃機関を示す正面断面図である。 同内燃機関のシリンダヘッドを燃焼室側から見た底面図である。 実施形態２の加熱装置を示す、概略正面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
＜実施形態１＞内燃機関の点火装置（放電装置）としての電磁波放電放射装置
　本実施形態１は、本発明に係る電磁波放電放射装置を内燃機関の点火装置として使用する例である。当該電磁波放電放射装置１は、図１に示すように、電磁波を発振する電磁波発振器ＭＷと、この電磁波発信器ＭＷを制御する制御装置２と、主面側に複数の放電放射パターン１１を形成した第１基板１０と、電磁波発振器ＭＷからの電磁波の給電を受ける受電ポート２１及び受電ポート２１から放電放射パターン１１の受電点である受電端１１ａまでの距離を同距離とし、放電放射パターン１１の受電端１１ａとビアを介して接続される給電端２２ａを備えた給電パターン２２を形成した第２基板２０とを備え、放電放射パターン１１を、給電パターン２２と接続される受電端１１ａを中心に渦巻き状に、かつ、供給される電磁波の波長に対して１／４波長の長さとなるように形成している。
　第１基板１０と第２基板２０とはそれぞれの主面に放電放射パターン１１と給電パターン２１とが形成される。給電パターン２１は、第２基板２０の裏面に形成される受電ポート２１とビアを介して連結され、放電放射パターン１１の受電点である受電端１１ａとビアを介して接続される複数の給電端２２ａ（図１の例では４箇所、図２の例では１６箇所）から受電ポート２１までの距離は等しくなるように構成されている。そして、第１基板１０、第２基板２０の厚みは、特に限定するものではないが、本実施例においては、約０．２ｍｍであり両基板を積層して、放電放射部材５を構成するようにしている。
　第１基板１０及び第２基板２０は、特に限定するものではないが、セラミックス（例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム、コーディライト、ムライト等）の粉末（以下、セラミックス原料という）を焼成して形成する。また、放電放射パターン１１及び給電パターン２１は、特に限定するものではないが、金属粉末（例えば、電気抵抗の低い銀、銅、タングステン、モリブデン等）を主成分とする導体ペーストを上述した構成（図１、図２参照）となるようにスクリーン印刷等の手法によって第１基板１０及び第２基板２０上に印刷する。
　そして、当該電磁波放射装置１は、制御装置２によって、放電放射パターン１１の開放端１１ｂと、開放端１１ｂと近接する放電放射パターン線路１１ｃとの間隙Ｓで絶縁破壊が生じる出力値の電磁波を電磁波発振器ＭＷから供給することで、間隙Ｓで放電を生じさせる制御を行うようにしている。この際、放電放射パターン１１の長さを供給される電磁波の波長に対して１／４波長としているから、間隙Ｓ近傍での電界強度を高め放電を容易ならしめている。
　受電端１１ａを中心に渦巻き状に形成する放電放射パターン１１は、螺旋状に形成することもできるが、本実施形態においては、受電端１１ａから直線に延設したパターンを直角に曲げることを繰り返して形成するようにしている。この放電放射パターン１１の長さは、供給する電磁波の波長に対して１／４波長となるように構成している。具体的に、本実施形態における放電放射パターン１１は、第１基板１０の材質として比誘電率が８．５程度のアルミナを利用しており、パターンの幅が１ｍｍで全長は約２５ｍｍ程度で構成されている。電磁波発信器ＭＷから供給される電磁波の周波数は、２．４５ＧＨｚとしている。また、開放端１１ｂと、開放端１１ｂと近接する放電放射パターン線路１１ｃとの間隙Ｓの寸法は、本実施形態においては、０．１乃至０．３ｍｍ程度となるように放電放射パターン１１を形成するようにしている。
　電磁波放電放射装置１を、放電装置として使用する場合、放電放射パターン１１の数、放電放射パターン１１の開放端１１ｂと、開放端１１ｂと近接する放電放射パターン線路１１ｃとの間隙Ｓの距離によって、間隙Ｓにおいて絶縁破壊を生じさせる出力値は異なる。そのため、予め、電磁波発振器ＭＷから供給する電磁波の出力を可変制御し、最適な放電可能な出力値を測定し制御装置２に記憶させる。
　電磁波発振器ＭＷは、例えば半導体発振器である。電磁波発振器ＭＷは、電磁波用電源（図示省略）に電気的に接続されている。電磁波用電源は、制御装置２から電磁波発振信号（例えばＴＴＬ信号）を受けると、所定のデューティー比、パルス時間等を設定したパターンで電磁波発振器ＭＷにパルス電流を出力する。電磁波発振器ＭＷは、電磁波用電源からパルス電流を受けると、受電ポート２１にマイクロ波パルスを出力する。半導体発振器を使用することで、照射する電磁波の出力、周波数、位相、デューティー比、パルス時間を容易に制御し、変更することができる。
－内燃機関－
　本実施形態１に係る電磁波放電放射装置１を備えた内燃機関３について説明する。電磁波放電放射装置１は、燃焼室３０を対象空間としてマイクロ波プラズマを生成する。内燃機関３は、図３に示すように、レシプロタイプのガソリンエンジンであるがこれに限定するものではない。内燃機関３は、内燃機関本体に電磁波放電放射装置１を点火装置（放電装置）としてシリンダヘッド３２の天上面３０Ａに複数配備して構成されている。
　内燃機関３は、シリンダブロック３１とシリンダヘッド３２とピストン３３とを備えている。シリンダブロック３１には、横断面が円形のシリンダ３４が複数形成されている。各シリンダ３４内には、ピストン３３が往復自在に設けられている。ピストン３３は、コネクティングロッドを介して、クランクシャフトに連結されている（図示省略）。クランクシャフトは、シリンダブロック３１に回転自在に支持されている。各シリンダ３４内においてシリンダ３４の軸方向にピストン３３が往復運動すると、コネクティングロッドがピストン３３の往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換する。
　シリンダヘッド３２は、ガスケットＧを挟んで、シリンダブロック３１上に載置されている。シリンダヘッド３２は、シリンダ３４及びピストン３３と共に、燃焼室３０を区画している。
　シリンダヘッド３２には、各シリンダ３４に対して、電磁波放電放射装置１の放電放射部材５の放電放射パターン１１が燃焼室２０に露出するように複数設けられている。シリンダヘッド３２には、受電ポート２１に電磁波発信器ＭＷからの電磁波（マイクロ波）を供給する電磁波供給手段２３（例えば、セミリジット同軸ケーブル等）の通過を許容する供給通路３２Ａを開口している。
　シリンダヘッド３２には、シリンダ３４に対して、吸気ポート３５及び排気ポート３６が形成されている。吸気ポート３５には、吸気ポート３５を開閉する吸気バルブ３７が設けられている。一方、排気ポート３６には、排気ポート３６を開閉する排気バルブ３８が設けられている。
　シリンダ３４に対して、燃料噴射用のインジェクター３９が１つずつ設けられている。インジェクター３９は、２つの吸気ポート３５の少なくとも一方の上流側に噴出孔を形成し、吸気とともに燃焼室内に燃料を噴霧する。また、インジェクター３９は、２つの吸気ポート３５の開口の間から燃焼室３０に突出させ、所謂直噴型インジェクターとして構成しても構わない。この場合、インジェクター３９は、複数の噴射口から互いに異なる方向へ燃料を噴射する。直噴型インジェクターとしたときは、ピストン３３の頂面に向かって燃料を噴射する。また、インジェクター３９は、吸気ポート及び燃焼室の両方に設けるツインインジェクター方式とすることもできる。
　そして、電磁波放電放射装置１（１Ａ、１Ｂ）の配設位置は特に限定するものではないが、本実施形態においては、図４に示すように、燃焼室３０の天井面３０Ａ（シリンダヘッド３２における燃焼室３０に露出する面）の中心並びにシリンダヘッド２２の吸気ポート３５、３５間、排気ポート３６、３６間及び吸気ポート３５と排気ポート３６との間に配設するようにしている。ここで、内燃機関の燃焼室天井面とは、シリンダヘッド３２における燃焼室３０に露出する面をいい、ピストン３３と平行となる面も含む。
　各電磁波放電放射装置１の放電は、制御装置２によって、各電磁波放電放射装置１への電磁波の供給をもって行う。この際、それぞれが異なるタイミングで放電するように制御することもできる。これによって、電磁波発振器ＭＷにパルス電流を供給する電磁波用電源の小型化及び電磁波発振器ＭＷの電磁波発振用半導体チップの低容量化を促進する。また、最初に放電する電磁波放電放射装置１へ供給するパルス電流よりもそれ以降に放電する電磁波放電放射装置１へ供給するパルス電流を低出力とすることができる。これは、最初に放電する電磁波放電放射装置１Ａを天井面３０Ａの中心に配設した電磁波放電放射装置１とし、この電磁波放電放射装置１Ａからの放電（スパーク放電）によって混合気に着火する種火を形成し、それ以降に放電する電磁波放電放射装置１Ｂからの放電は、最初の放電によって生成されたプラズマを維持・拡大させることを目的とする場合に有効であり、トータルの消費電力の低減を図ることができる。従って、天井面３０Ａの中心に配設した電磁波放電放射装置１以外の電磁波放電放射装置１では絶縁破壊を起こさない出力として電磁波（マイクロ波）を燃焼室３０内に放射する放射制御とすることもできる。
　また、周面側に配設される電磁波放電放射装置１Ｂを放電させ火炎の向きを円周側から中心側に向かわせるようにすることで、シリンダ壁面で生じる冷熱損失を低減することができる。この際、スワール流によってＥＧＲガスをシリンダ壁面近傍に存在させることで冷熱損失の低減効果を更に向上させることができる。
　また、制御装置２によって、放電放射パターン１１の開放端１１ｂと、開放端１１ｂと近接する放電放射パターン線路１１ｃとの間隙Ｓで絶縁破壊が生じる第１出力値の電磁波を電磁波発振器ＭＷから供給することで、間隙Ｓで放電を生じさせる放電制御と、第１出力値よりも低出力の第２出力値の電磁波を電磁波発振器ＭＷから供給することで、各放電放射パターン１１の表面から電磁波を放射する放射制御とを内燃機関の各工程に応じて切り替えて行うようにすることができる。
　制御手段２で放電制御と放射制御を切り替えて行うようにすることで、内燃機関の点火装置として使用する際、点火タイミング以外のタイミングにおいて第２出力値の電磁波を放射し、燃焼室２０内にＯＨラジカル、Ｏ２ラジカルを生成し、燃焼促進に寄与することができる。これによって、電磁波のみによって生成した火炎の拡大、維持を効率よく行うことができる。
　また、本実施形態では電磁波放電放射装置１をシリンダヘッド３２の天面３０Ａに配設した例を示すが、これに限られるものではなく、ピストン３３の頂面に配設するように構成することもできる。
－実施形態１の効果－
　本実施形態１の内燃機関において点火装置（放電装置）として使用する電磁波放電放射装置１は、シリンダヘッド３２に電磁波供給手段２３の通過を許容する小径の供給通路３２Ａを開口するだけでよく、第１基板１０に４つの放電放射パターン１１を形成した電磁波放電放射装置１をシリンダヘッド３２の天井面３０Ａに５箇所に形成することができる。これによって、放電箇所が２０箇所となる多点着火を実現することができる。
　また、内燃機関として、予混合圧縮着火方式（ＨＣＣＩ（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ－Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　Ｉｇｎｉｔｉｏｎ））を採用することができる。予混合圧縮着火方式は、ガソリンをディーゼルエンジンのように自己着火させる方式であるが、着火時期が燃焼室内の温度に依存するため、そのコントロールが困難である。そのため、本発明の電磁波放電放射装置１を用いることにより、電磁波の出力等を制御することで、燃焼室内の温度を容易にコントロールすることができ、予混合圧縮着火方式の欠点を補うことができる。
　また、当該電磁波放電放射装置１を点火手段として用いることにより、火炎の着火場所をコントロールすることができ、効果的に内燃機関のノッキングを有効に防止することができる。この場合、ノックセンサーを併用し、ノッキング発生箇所に応じた着火コントロールを行ってより確実にノッキングを抑制することが可能となる。
　また、混合気に着火した後、熱損失を下げるとともに、熱発生位置を電磁波放電放射装置１からの放電開始時期を調整することでコントロールすることができる。これらのコントロール（放電出力、放電位置、放電タイミングのコントロール）は、電磁波発振器ＭＷとして半導体チップ（ＲＦチップ）を利用することで、ｎｓｅｃ（ナノ秒）オーダーで制御することが可能である。
＜実施形態２＞加熱装置の電磁波放射装置としての電磁波放電放射装置
　本実施形態２は、本発明に係る電磁波放電放射装置を加熱装置の電磁波放射装置として使用する例である。当該電磁波放電放射装置１は、実施形態１の電磁波放電放射装置１と同様の構造であって、実施形態１と異なる点は、制御装置２によって、放電放射パターン１１の開放端１１ｂと、開放端１１ｂと近接する放電放射パターン線路１１ｃとの間隙Ｓで絶縁破壊が生じる出力値以下の電磁波を電磁波発振器ＭＷから供給することで、各放電放射パターンの表面から電磁波を放射する制御を行うようにしている。
－加熱装置－
　本実施形態２に係る電磁波放電放射装置１を備えた加熱装置４について説明する。この加熱装置４は、誘電加熱を利用した加熱装置で、加熱室４０は、前面を開閉扉（図示省略）で開閉自在とし、金属材料からなる左側板４１、右側板４２、天板４３、底板４４、奥板４５から構成される。
　そして、少なくとも１の板の表面に電磁波放電放射装置１の放電放射部材５は配設する（図例では、底板４４以外の４面に配設している）。放電放射部材５の配設位置は、各板が金属材料から構成されているため、その電磁波の放射に影響を及ぼさないようにするために、所定距離を離して配設するか、各板と放電放射部材５との間に絶縁体を介在させるようにすることが好ましい。また、底板４４には通常ターンテーブル（図示省略）等を配設する必要があり、底板４４に放電放射部材５を配設する場合は、ターンテーブルの下方に配設する。
　電磁波放射装置として当該電磁波放電放射装置１の放電放射部材５は、図１に示すように、放電放射パターン１１を第１基板１０の主面に４箇所に形成したものを使用することもできるが、図２に示すように、放電放射パターン１１を第１基板１０の主面に１６箇所に形成したものを使用することが好ましい。
　また、当該電磁波放電放射装置１は、１台の電磁波発信装置ＭＷを制御装置２及び分配器や切換器を使用して各板の放電放射部材５に供給するように構成するほか、各板単位で電磁波発信器ＭＷを配設して各板単位で電磁波（マイクロ波）の供給を制御するように構成することもできる。
　また、電磁波発信装置ＭＷと放電放射部材５との間に供給する電磁波の進行波と反射波の状態を検知する検知手段（例えば、方向性結合器と検波器）を配設し、各放電放射部材５からの反射波を検知することで加熱室４０内の被加熱物によって異なる最適な位置にある放電放射部材５を検知し、最適位置の放電放射部材５に対して供給する電磁波の出力値を変更するように制御装置に２によって制御することもできる。
－実施形態２の効果－
　本実施形態２の加熱装置の電磁波放射装置として使用する電磁波放電放射装置１は、複数の放射用アンテナとして加熱室２０の各面に多数配設し、被加熱物に対して最適な距離にある電磁波放電放射装置１から電磁波（マイクロ波）を放射し、被加熱物を効率よく加熱処理することができる。
　また、当該電磁波放電放射装置１は、制御装置２による制御方法が異なるだけで、構成部品は内燃機関の点火装置として使用する電磁波放電放射装置１と同様で有り、製造コストを低廉化することができる。
　以上説明したように、本発明の電磁波放電放射装置は、そのため、本発明の電磁波放電放射装置を放電装置として利用するときは、自動車エンジン等の内燃機関等に好適に用いられる。また、本発明の電磁波放電放射装置を放射装置として利用するときは、電子レンジに代表される誘電加熱を利用した加熱装置の他、生ゴミ処理機等にも好適に用いることができる。
　１　　　電磁波放電放射装置
　１０　　第１基板
　１１　　放電放射パターン
　１１ａ　受電端
　１１ｂ　開放端
　２　　　制御装置
　２０　　第２基板
　２１　　受電ポート
　２２　　給電パターン
　２２ａ　給電端
　３　　　内燃機関
　４　　　加熱装置
　ＭＷ　　電磁波発振器
　Ｓ　　　間隙

Claims (4)

  1. 　電磁波を発振する電磁波発振器と、
    　該電磁波発信器を制御する制御装置と、
    　複数の放電放射パターンを形成した第１基板と、
    　前記電磁波発振器からの電磁波の給電を受ける受電ポート及び該受電ポートから前記放電放射パターンの受電端までの距離を同距離とし、放電放射パターンの受電端とビアを介して接続される給電端を備えた給電パターンを形成した第２基板とを備え、
    　前記放電放射パターンを、給電パターンと接続される受電端を中心に渦巻き状に、かつ、供給される電磁波の波長に対して１／４波長の長さとなるように形成した電磁波放電放射装置。
  2. 　前記制御装置によって、前記放電放射パターンの開放端と、開放端と近接する放電放射パターン線路との間隙で絶縁破壊が生じる出力値の電磁波を電磁波発振器から供給することで、前記間隙で放電を生じさせる放電制御を行うようにした請求項１記載の電磁波放電放射装置。
  3. 　前記制御装置によって、前記放電放射パターンの開放端と、開放端と近接する放電放射パターン線路との間隙で絶縁破壊が生じる出力値よりも低出力の電磁波を電磁波発振器から供給することで、各放電放射パターンの表面から電磁波を放射する放射制御を行うようにした請求項１記載の電磁波放電放射装置。
  4. 　前記制御装置によって、前記放電放射パターンの開放端と、開放端と近接する放電放射パターン線路との間隙で絶縁破壊が生じる第１出力値の電磁波を電磁波発振器から供給することで、前記間隙で放電を生じさせる放電制御と、第１出力値よりも低出力の第２出力値の電磁波を電磁波発振器から供給することで、各放電放射パターンの表面から電磁波を放射する放射制御とを行うようにした請求項１記載の電磁波放電放射装置。

     
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