JPH0136885Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、粉状または粒状の誘電体を熔融し、
ガラス化するのに好適なマイクロ波加熱装置に関
する。

〔従来の技術〕

マイクロ波加熱装置は、粉状または粒状の誘電
体を飛散させることなく熔融し、ガラス固化でき
るところから、廃棄物を処理するために近年広く
普及してきている。このマイクロ波加熱装置は、
たとえば特公昭56−33626号公報に示されるよう
に、加熱炉に導波管を介してマイクロ波発振器を
取り付け、加熱炉に投入した被加熱試料を加熱熔
融できるようになつている。ところが、被加熱試
料を熔融する際に、加熱炉内に放電を生ずること
がある。すなわち、被加熱試料をマイクロ波によ
り加熱する際、被加熱試料からガスが発生し、こ
のガスがマイクロ波により励起され、電離して高
温のプラズマ状となり放電を生ずる。そして、一
度放電が生ずると、マイクロ波のエネルギーが放
電に消費され、被加熱試料を熔融することができ
ないばかりでなく、高温のプラズマ状ガスが加熱
炉を溶かしたり、対流を生じて導波管からマイク
ロ波発振器側に流入し、素子や機器を傷めること
になる。このため、従来のマイクロ波加熱装置に
は、放電を検出するための放電検出器を備えてい
る。この放電検出装置を備えたマイクロ波加熱装
置の例を第３図〜第６図に示す。

第３図に示すように、マイクロ波加熱装置１０
は、被加熱試料１１が投入される円筒状の加熱炉
１２の側部に、導波管１４の一端が接続されてい
る。導波管１４の他端には、マイクロ波発振器１
６が設けてあり、また中間部にインピーダンス整
合器１８と仕切窓２０とが取り付けてある。ま
た、加熱炉１２の上部には、接続パイプ２２を介
して放電検出器２４が設けてある。この放電検出
器２４には、接続パイプ２２の内径にほぼ等しい
放電検出面となる受光素子２６が取り付けてあ
る。

第４図に示したマイクロ波加熱装置１０は、放
電検出器２４が導波管１５と同様に、加熱炉１２
の側部に取り付けられている。しかし、放電検出
器２４の取付位置は、加熱炉１２の上端付近とな
つている。また、第５図に示したマイクロ波加熱
装置１０においては、放電検出器２４が加熱炉１
２の比較的下部に取り付けられている。さらに、
第６図に示したマイクロ波加熱装置においては、
放電検出器２４が導波管１４に取り付けられてい
る。

上記のごとく構成してある従来のマイクロ波加
熱装置においては、マイクロ波発振器１６におい
て発生させたマイクロ波を、インピーダンス整合
器１８により共振させ、導波管１４を介して加熱
炉１２に送り、被加熱試料１１を加熱するように
なつている。そして、被加熱試料１１を加熱炉１
２に導入したときに生ずる有害な粉塵や、加熱す
ることにより発生する有害なガス等が、導波管１
４を介してインピーダンス整合器１８側に流入す
るのを防止している。また、加熱炉１２内に放電
が生ずると、受光素子２６が放電光を電気信号に
変換し、放電検出器２４が放電を検出してマイク
ロ波の発生を停止するようにしている。この放電
は、一般に被加熱試料１１の表面や、導波管の加
熱炉へのマイクロ波導入口から発生することが多
い。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、第３図に示した従来のマイクロ波加熱
装置１０においては、放電検出器２４が加熱炉１
２の上部に取り付けられているため、受光素子２
６が被加熱試料１１の熔融に伴う放射光（温度）
を検知して誤動作を生ずるばかりでなく、導波管
１４において放電が生じたときに、これを検出す
ることができない欠点を有している。一方、第４
図に示したマイクロ波加熱装置１０は、放電検出
器２４が加熱炉１２の側部に取り付けられている
ため、加熱試料１１からの放射光を検出して誤動
作をすることがない。しかし、放電検出器２４の
取り付け位置が、導波管１４の中心線Ｃから大き
く離れているため、導波管１４内において生じた
放電や、被加熱試料１１の表面において生じた放
電が導波管１４に入る場合に、これを検出するこ
とができない。

第５図に示したマイクロ波加熱装置１０は、放
電検出器２４が第４図に示した場合と同様に、導
波管１４の中心線Ｃから大きく離れているため、
導波管１４のマイクロ波導入口付近において生じ
た放電を検出することができない。さらに、第６
図に示したマイクロ波加熱装置１０は、加熱炉１
２の上部において発生した対流放電Ｑを検出する
ことができない欠点を有している。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、上記従来技術の欠点を改良するため
になされたもので、加熱炉と、この加熱炉の側部
に接続した導波管と、この導波管に設けたマイク
ロ波発振器と、前記加熱炉または前記導波管内の
放電を検出する放電検出器とを有するマイクロ波
加熱装置において、前記放電検出器の検出面を前
記加熱炉の側部に設けるとともに、放電検出器の
検出面の少なくとも一部を前記導波管の開口部に
臨ませたものである。

〔作用〕

上記のごとく構成することにより、加熱炉内に
発生した放電ばかりでなく、導波管内に生じた放
電をも放電検出器により検出でき、放電の検出と
同時にマイクロ波の発生を止め、加熱炉の損傷
や、各種機器の損傷を防止することができる。

〔実施例〕

本考案に係るマイクロ波加熱装置の一実施例
を、添付図面にしたがつて詳説する。

なお、前記従来技術において説明した部分に対
応する部分については、同一の符号を付し、その
説明を省略する。

第１図は、本考案に係るマイクロ波加熱装置の
実施例の構成図である。第１図において、放電検
出器２４は、加熱炉１２の側部に取り付けられ、
導波管１４の反対側に位置している。そして、放
電検出面である受光素子２６は、矢印３０に示す
ごとく導波管１４のマイクロ波導入口３２を臨む
ことができるようになつている。導波管１４の中
心線Ｃと受光素子２６の中心線、すなわち取付パ
イプ２２の中心線C₁との間の距離ｈは、受光素
子２６の少なくとも一部が導波管１４の開口部で
あるマイクロ波導入口３２を臨める値であり、次
式により定められる。

ｈ＜Ｄ・α／Ｌ＋Ｂ／２＋α／２ ……(1) ただし、ここにＤは第２図に示すように加熱炉
１２の内径、αは取付パイプ２２の内径、Ｌは受
光素子２６の端面から取付パイプ２２の先端まで
の距離、Ｂは導波管１４の短辺長である。

すなわち、受光素子２６の少なくとも一部がマ
イクロ波導入口３２を臨むためには、受光素子２
６の上端部ｌから取付パイプ２２の内周面先端下
部ｎに引いた直線の延長線が、マイクロ波導入口
３２の上端部ｏの下方を通らなければならない。
そして、各点ｌ，ｎ，ｏが同一直線上にあるとき
には、ｈが次式のごとくなる。

ｈ＝ｘ＋Ｂ／２＋α／２ ……(2) そこで、三角形ｌ，ｍ，ｎと三角形ｎ，ｏ，ｐ
とを比較すると、両者は相似関係にあるため Ｌ：α＝Ｄ：ｘ ……(3) ∴ｘ＝Ｄ・α／Ｌ ……(4) この(4)式を(2)式に代入し、受光素子２６の少な
くとも一部がマイクロ波導入口３２を臨む、とい
う条件を付すると、(1)式を得ることができる。

このように放電検出面である受光素子２６の少
なくとも一部を、マイクロ波導入口３２に臨ませ
たことにより、加熱炉１２内に生ずる放電ばかり
でなく、導波管１４内に生ずる放電をも検出する
ことができる。そして、放電検出器２４が放電を
検出したときには、ただちにマイクロ波発振器１
６によるマイクロ波の発生を停止し、放電を消滅
させることができる。放電が完全に消滅した後
は、再びマイクロ波発振器１６によりマイクロ波
を発生させ、被加熱試料１１を加熱熔融すること
ができる。

このように、本実施例によれば、マイクロ波加
熱装置１２において生じた放電を早期に検出して
マイクロ波の発生を停止させるため、加熱炉１２
や各種機器の放電による損傷を防止することがで
きる。

前記実施例においては、放電検出器２４を導波
管１４より上方に設けた場合について説明した
が、(1)式を満足する範囲であれば導波管１４の下
方に設けてもよい。また、受光素子２６がマイク
ロ波導入口３２を臨める範囲であれば、加熱炉１
２の周方向にずらした位置に設けてもよい。さら
に、導波管１４は、円筒状であつてもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したごとく、本考案によれば、放電検
出面の少なくとも一部を、マイクロ波導入口に臨
ませたことにより、マイクロ波加熱装置の放電を
早期に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るマイクロ波加熱装置の実
施例の概略構成図、第２図は前記実施例の導波管
と放電検出器との関係を示す詳細説明図、第３図
〜第６図は従来のマイクロ波加熱装置の放電検出
器の取付位置を示す説明図である。 １０……マイクロ波加熱装置、１１……被加熱
試料、１２……加熱炉、１４……導波管、１６…
…マイクロ波発振器、１８……インピーダンス整
合器、２４……放電検出器、２６……受光素子、
３２……マイクロ波導入口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 加熱炉と、この加熱炉の側部に接続した導波管
   と、この導波管に設けたマイクロ波発振器と、前
   記加熱炉または前記導波管内の放電を検出する放
   電検出器とを有するマイクロ波加熱装置におい
   て、前記放電検出器の検出面を前記加熱炉の側部
   に設けるとともに、放電検出器の検出面の少なく
   とも一部を前記導波管の開口部に臨ませたことを
   特徴とするマイクロ波加熱装置。