JPH0374081A - マイクロ波制御照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、マイクロ波制御照射装置に関するものであ
る。

〈従来の技術〉 従来、マイクロ波を照射して加熱乾燥する装置は、マイ
クロ波照射する処理装置と、マイクロ波の照射時間など
を制御する制御装置が一体として組み立てられている。

従って、従来では処理室の外側に直接マイクロ波発生装
置が取り付けられ、被処理物に対してマイクロ波照射が
おこなわれていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、従来のように処理室の外側に直接マイクロ波発
生装置を取り付けた構造では、マイクロ波によって加熱
された被処理物の温度が逆に伝わって、マイクロ波発生
装置の温度が上がったり、また処理室内から反射したマ
イクロ波がマイクロ波発生装置に逆戻りするなど、装置
に悪影響を及ぼすといった欠点があった。

また、制御機構と処理装置が一体として組み立てられて
いるため、組み立て作業が複雑で作業能率が悪くなり、
或は修理補修が面倒となるなどの問題があった。

く課題を解決するための手段〉 上記のような課題を解決するための本発明は、被処理物
を収容してマイクロ波を照射する処理装置５と、該被処
理物に対するマイクロ波処理作動を制御する制御装置７
とを別個に設け、制御装置７側にはマイクロ波発生装置
７３を設け、該マイクロ波発生装置７３と前記処理装置
５内とは処理装置５と制御装置７との間に設けられた導
波管９により連結したことを特徴としている。

〈作用〉 処理装置５内には被処理物が収容され、制御装置７内に
設けられマイクロ波発生装置７３で発生したマイクロ波
が処理装置５内の被処理物に照射される。マイクロ波発
生装置７３は制御装置７側に設けられているため、マイ
クロ波は導波管９内を伝って処理装置５内に達し、被処
理物に照射される。

制御装置７はマイクロ波の照射や停止或は照射時間など
を制御する。

〈実施例〉 以下本発明の一実施例について、図面に基づいて詳説す
る。第１図はマイクロ波制御照射装置ｌの正面全体図で
ある。マイクロ波制御照射装置１は基台フレーム３上に
載置され、処理装置５と制御装置７とから構成され、処
理装置５と制御装置７の間には導波管９が設けられてい
る。

処理装置５は内部に設けられた処理室１１内に被処理物
を収容し、後述する各処理を行う。制御装置７は前記処
理装置５における処理を、設定された処理作動や手順に
よって自動的又は手動により操作する装置である。

まず処理装置５について説明する。

第２図は処理装置５の側面断面図である。処理装置５は
内部に立方体状の処理室１１を有し、処理装置５の上面
にはファンモータ１３が配置されて、処理室１１の天井
部に設けられた攪拌ファン１５を回転させる。攪拌ファ
ン１５は処理室１１内に照射されるマイクロ波を攪拌さ
せる作用を有し、これにより被処理物に対して均一にマ
イクロ波が照射される。攪拌ファン１５の下方には棒状
の熱電対１７が突出しており、処理室１１内の温度を電
気的に検出する。処理室１１α床部の略中央には回転軸
１９が突出している。

回転軸１９は処理室１１の下側に設けられた回転モータ
２１に接続され、回転モータ２１の駆動によって回転す
る。第３図及び第４図に示すように、回転軸１９の上端
には十字や溝２３が設けられている。回転軸１９には十
字状に組み付けられたスポーク部に、円状に湾曲形成し
たリングを固定して構成したテーブル２５が載せられる
。回転軸１９の上端には十字状に溝２３が形成され、該
溝２３に上記テーブル２５の中心が嵌め込まれる。

テーブル２５は十字形と円形のフレームを組み合わせて
構成されているため、上下方向の通気性が極めて良好で
あり、テーブル２５上に載置された被処理物の処理効率
が良くなる。具体的には、温風処理をする場合などでは
、温風との接触面積が多くなるため、加熱或は乾燥処理
の効率が良くなる。

また、例えば大豆などの穀類等の処理をする場合には、
テーブル２５の上に穀類等の被処理物を入れた容器２７
を載置して処理を行う。

容器２７には図示するように複数の孔が穿設されており
、通気性が維持されているので、テーブル２５同様処理
効率が良い。

さらに、処理室１１の床部にはドレン管２９が連通して
おり、該ドレン管２９にはドレンバルブ３１が設けられ
ている。

処理装置５の上面にはファンモータ１３の他ニ、照明ユ
ニット３７が設けられ、処理室ｌｌ内を照らし出してい
る。

処理装置５の正面側面には扉３９が設けられ、そノ中央
には円形の窓４０が取り付けられている。第５図に基づ
いて窓４０の取り付は構造を下端に説明すると、扉３９
には円形状の穴が設けられ、その周辺に沿ってボルト４
４が内側から挿通している。円周状に突出したボルト４
４には円形の透明板４１が嵌め込まれ、さらにプレート
４２が重ねられて、ナツト４３により締着固定されてい
る。ボルト４４には扉３９との隙間をふさぐように、Ｏ
リング４５が外嵌されている。０リング４５によって、
ボルト４４の挿通部分からの空気漏れが減少し、処理室
１１の気密性が向上する。

第１図及び第２図に示すように、処理室１１の下方には
、送風機４７とヒータ５３が送風管４８で直列に接続さ
れて設けられており、送風管４８は処理室１１の床部に
連通し、該連通部分には吹入口５２が設けられている。

第６図に示すように、吹入口５２にはシールド板が覆設
されている。

シールド板にはマイクロ波の通過が不可能な程度の大き
さの孔が複数穿設され、該孔を通して送風が可能となる
が、マイクロ波の透過防止される。

また処理装置５の上面には通風管５０が立設され、送風
管４８や通風管５０にはバルブ４９．５１が設けられて
いる。通風管５０の処理室１１への連通部分には排出口
５４が設けられており、吹入口５２と同様にシールド板
が取り付けられている。シールド板はこの他意４０にも
取り付けられている。第６図及び第７図に示すように、
吹入口５２と排出口５４は互いに対向位置よりも左右に
外れた位置に設けられている。

従って、第７図に示すように、送風管４８から送られた
温風や常温風は処理室１１内を循環して、通風ｔ５０か
ら排出されるため、処理室ｌｌ内に気体が溜まることな
く、効率の良い処理が可能となる。

さらに、吹入口５２はテーブル２５の下側に設けられて
いるため、吹入口５２から送られる温風や常温風は、最
初に被処理物に当たるため、処理効率が極めて良好であ
る。また、処理室Ｕの内壁は各隔部分が円弧状に湾曲し
ているため、処理室Ｕ内の気体の循環が促進され、対流
の溜まり部も発生しに＜＜、且つ減圧処理に対する強度
も向上するといった効果がある。

処理室１１内へは送風機４７によって空気などの処理気
体が送られるが、ヒータ５３をオン状態とすれば、温風
となり、オフ状態とすれば常温風となる。

処理装置５と制御装置７の間には真空ポンプ５５が載置
されており、処理装置５と制御装置７の間に生じたスペ
ースを有効に利用し、装置のコンパクト化が図られてい
る。真空ポンプ５５から吸引管５６が延びており、処理
室１１内に連通している。また真空ポンプ５５にはバル
ブ５７が設けられ、減圧処理をしない場合などでは閉し
られている。

処理装置５の上面には真空計３３が設けられ、処理室ｌ
ｌ内の気圧を測定し、測定値は制御装置７へ送られる。

また真空計３３にはバルブ３５が設けられており、真空
計３３を使用しない場合には閉じられる。

そして、送風管４８１通風管５０にはバルブ４９．５１
が設けられ、既に説明したドレンバルブ３１、バルブ３
５とともに、真空ポンプ５５による減圧処理中において
は閉じられる。

第８図及び第９図に示すように、各バルブの操作レバー
にはリミットスイッチ５９が配設されており、各リミッ
トスイッチ５９は制御装置７へ接続されている。各バル
ブのリミットスイッチはインターロック回路を構成し、
各グルブの開閉状態を検知して１つでも開いているバル
ブがある場合には真空ポンプ５５は作動しない。従って
、処理室１１の気密性が確保された時点で真空ポンプ５
５が可能となる。また処理室１１において導波管９が連
通しているマイクロ波照射口９ａにはマイクロ波が透過
可能な材質からできた覆板が取り付けられ、減圧処理に
対して十分な気密性が保持されている。

次に、制御装置７について説明する。

第１図及び第１Ｏ図に示すように、制御ボ・ｙケス６３
は基台フレーム３上に載置され、正面側には制御盤６５
が開閉自在に取り付けられている。制御ボックス６３の
内部においては、処理装置５側の側壁上部にマイクロ波
発生ユニット６７が配置され、その下側には制御ユニッ
ト６９が取り付けられ、背面壁にはリレー７１類が配設
されている。

マイクロ波発生ユニット６７Ｊこついて説明すると、第
１１図に示すように、マイクロ波発生ユニット６７内に
はマイクロ波発生装置７３が設けられ、該マイクロ波発
生装置７３のマイクロ波照射部には結合器７４が被せら
れており、該結合器７４には導波管９がつながっている
。マイクロ波発生装置７３が発射されたマイクロ波は結
合器７４を介して導波管９内へ伝わる。マイクロ波発生
装置７３の側方には冷却ファン７５が設けられ、マイク
ロ波照射作動中には冷却ファン７５によって常時冷却風
が送られる。冷却ファン７５の対向面には通風口７６が
設けられ、暖められた空気は通風口７６から排出される
。冷却ファン１５によって生ずる制御ボックス６３内の
循環風は、制御ユニット６９やトランスなどの各構成部
分も冷却するので、別個に制御ボックス６３内に冷却フ
ァンを設ける必要がなく、１つの冷却ファンでマイクロ
波発生装置７３と制御ボックス６３内の冷却が可能とな
り、製造コストの低減や製造効率の向上、或は消費電力
の省力化が図られる。

上記のように、マイクロ波発生装置７３は処理装置５が
離れた制御装置７内に配置されているので、加熱された
被処理物からの熱的影響を受けない。

また、電気系統が主である制御装置７内にあるため、配
線等の電気系の組み立てが集中的にでき、製造効率が更
に向上する。

処理装置５と制御装置７の間に設けられた導波管９には
、処理装置５内から反射したマイクロ波の進行方向を変
えるアイソレータ７７が設けられている。処理装置５内
からの反射マイクロ波は、マイクロ波発生装置７３まで
達すると、マイクロ波発生装置７３にアークを発生させ
るなど悪影響を及ぼすため、アイソレータ７７によって
反射マイクロ波は除かれる。これによって、マイクロ波
発生装置７３の損傷が防止される。アイソレータ７７に
よって偏向したマイクロ波は、導波管９の外側に設けら
れてる放熱ダミー７８に到達し、放熱ダミー７８の加熱
する。放熱ダミー７８には放熱ファン７９が取り付けら
れ、放熱ファン７９によって生じた冷却風で冷却される
。

また導波管９には他の測定計器類の取り付けができ、処
理装置５方向に進行するマイクロ波や、処理装置５から
反射して戻ってくる反射マイクロ波などのエネルギを測
定することができる。

従って、導波管９に設けた測定器の検出値に基づいて、
マイクロ波の出力を変化させたり、或は被処理物の量を
変えるといった操作が可能で、最も効率の高いマイクロ
波処理が可能となる。

例えばマイクロコンピュータによって構成される制御ユ
ニット６９は、熱電対１７．真空計３３や必要な場合に
は導波管９に設けられた測定器などの検出値に基づいて
、マイクロ波照射、温風処理や減圧処理などの作動を制
御する。

以上説明した処理装置５と制御装置７からなるマイクロ
波制御照射装置１では、既述の構成によって、マイクロ
波照射処理、温風処理、常温風処理、放冷及び減圧処理
の５種類の処理可能となる。

これらの処理を簡単に説明すると、マイクロ波照射処理
では、マイクロ波発生装置７３から導波管９を伝ってマ
イクロ波が処理室１１内の被処理物に照射され、マイク
ロ波による加熱によって乾燥処理される。マイクロ波照
射はこの他殺菌効果がある。マイクロ波加熱による場合
には、熱伝導によらずに被処理物が短時間で均一に加熱
される。また、マイクロ波出力を制御することによって
、容易に加熱の程度を加減でき、温度制御が容易である
。

温風処理では、処理室１１内の雰囲気を常に新しい雰囲
気に替えつつ、加熱乾燥をする。常温風処理も同様であ
るが、加熱せずに送風による気化熱によって乾燥させた
り、長い時間でゆっくり乾燥させる場合などで利用する
。放冷は加熱された被処理物を冷やす処理で、処理室１
１内に放置するものである。減圧処理は処理室１１内の
圧力を低くして水分を減圧により気化させ、乾燥を行う
処理である。以上の処理の内、温風処理、常温風処理及
び減圧処理はマイクロ波照射と併用して同時に行うこと
ができる。

これらの処理は制御装置７によって操作される。

制御盤６５には上記各処理の処理作動を予め設定するス
イッチユニットが処理ステップ毎に設けられている。各
ユニットでは、マイクロ波照射処理設定スイッチ、温風
処理設定スイッチ、常温風処理設定スイッチ、放冷処理
設定スイッチが上から順に設けられ、上端部はタイマ、
下端部には・ステップカウンタが取り付けら゛れており
、全体でステップスイッチユニットを構成する。第１図
においては８０は第１ステツプスイツチユニツトで、本
実施例の装置では４ステツプのスイッチユニット８０．
８１゜８２、８３が設けられている。そして、各ステッ
プスイッチユニットに設けられたタイマ８４．８５．８
６は、各ステップの処理作動時間を独立して設定するタ
イマで、処理ステップ毎に作動時間を変えることができ
る。ステップカウンタ８７．８８．８９．９０は各ステ
ップ毎の繰り返し運転する回数を設定するカウンタであ
る。９１はサイクルカウンタで、上記説明した一連のス
テップを繰り返し運転する場合の運転回数を設定するカ
ウンタである。

この様な制御装置７により、被処理物の処理をする方法
について説明すると、例えば、第１ステツプにおいてマ
イクロ波照射をし、第２ステツプにおいてマイクロ波照
射と常温風処理を併用し、第３ステツプで温風処理をし
て、第４ステツプで放冷処理をするといった処理をする
場合には、第１ステツプスイツチユニツト８０のマイク
ロ波照射処理スイッチをオンし、第２ステツプスイツチ
ユニツ）８１のマイクロ波照射処理スイッチと常温風処
理スイッチをオンし、第３ステツプスイツチユニツト８
２の温風処理スイッチをオンし、第４ステツプスイツチ
ユニツト８３の放冷処理スイッチをオンとし、サイクル
カウンタ９１を所望の回数に設定する。

ここで、マイクロ波制御照射装置１を始動させれば、上
記各ステップの処理作動が自動的に順次行なわれる。ま
た例えば４ステツプの内の第２ステツプのみ３回運転す
る場合には、ステップカウンタ８８を３に設定すれば、
第１ステツプ、第２ステツプ×３回、第３ステップ、第
４ステツプの順で処理が行なわれる。尚、各ステップの
処理が作動している間は、ステップスイッチユニットの
上部に設けられたパイロットランプ９２．９３．９４．
９５が点灯し、処理ステップの進行状態を表示する。

またマイクロ波照射処理及び放冷処理は減圧処理と併用
できるので、真空ポンプ５５の駆動とともに、マイクロ
波照射又は放冷処理をすることができる。

ここで、マイクロ波照射と減圧処理を併用する場合には
、第１２図に示すように、制御ユニット６９が真空計３
３の検出値に基づいて真空ポンプ５５を制御し、目標減
圧値Ｐとの誤差±ΔＰの範囲内に雰囲気圧が維持される
。

マイクロ波の照射は、雰囲気圧が目標減圧値Ｐに達して
、真空ポンプ５５がオフとなると同時に開始するよう、
例えばインターロック回路が制御系に組み込まれている
。また目標減圧値Ｐとの誤差ΔＰの値は制御ユニット６
９の操作によって任意に変えることができる。

既述のように、各種処理作動を併用可能としたため、被
処理物の状態に合わせた最良の処理作動を選択すること
が可能となる。例えば、マイクロ波照射と温風処理を併
用すれば、マイクロ波によって被処理物の表面に押し出
された水分は、温風によって気化し、処理室ｌｌ内の雰
囲気が逐次換気されるため、気化した水蒸気が処理室ｌ
ｌ内に飽和することなく、マイクロ波照射のみによる場
合よりも、より迅速な乾燥処理が可能となる。

マイクロ波照射と常温風処理を併用すれば、処理室１１
内への送風と換気によって、水分の気化が促進されると
ともに、被処理物の表面の温度を上げずに、内部の温度
を上げる必要がある場合などに利用できる。

マイクロ波照射と減圧処理を併用すれば、減圧処理によ
る水分の気化温度を低くすることができ、低温における
乾燥処理ができるとともに、より迅速な乾燥処理が可能
となるとい−った利点がある。

〈発明の効果〉 以上の如く構成される本発明の装置によれば、処理装置
と制御装置を別個に設けたため、製造が容易で、特に制
御装置においては配線等の電気的組立を集中的に行うこ
とができる等の利点があり、製造効率や整備性能が向上
する。

さらに、マイクロ波発生装置は加熱処理をする処理装置
から離れた位置に設けられているため、マイクロ波発生
装置に対して処理装置からの熱が伝わることが少なくな
り、冷却効率がよくなる。

また、導波管が設けられているため、導波管に各種の機
器を設けることによって、照射され又は反射したマイク
ロ波の測定や管理が容易となる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はマイクロ波制御照射装置の正面全体図、第２図
は処理装置の側面断面図、第３図は回転軸。 テーブル、容器の形状を示す斜視図、第４図は回転軸と
テーブルの位置関係を示す部分拡大図、第５図は窓の透
明板取付状態を示すＯＩＪインタ通部分の断面図、第６
図は処理室内における吹入口と排出口の位置関係を示す
処理装置の平面図、第７図は同じく正面図、第８図及び
第９図はリミットスイッチの取付状態を示す通風管の正
面図及び側面図、第１Ｏ図は制御ボックスの内部構造を
示す斜視図、第１１図はマイクロ波発生ユニットの内部
構造を示す斜視図、第１２図は処理室内の雰囲気圧を示
すグラフ及び真空ポンプ及びマイクロ波照射の作動関係
を示すタイムチャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）被処理物を収容してマイクロ波を照射する処理装置
   （５）と、該被処理物に対するマイクロ波処理作動を制
   御する制御装置（７）とを別個に設け、制御装置（７）
   側にはマイクロ波発生装置（７３）を設け、該マイクロ
   波発生装置（７３）と前記処理装置（５）内とは処理装
   置（５）と制御装置（７）との間に設けられた導波管（
   ９）により連結したマイクロ波制御照射装置。