JPH0729846B2 - 粘土成形体用のマイクロ波加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粘土を主成分とする原料を所定形状で連続して
押し出した押出成形体を10分〜１時間位の短時間に含水
分を1/3〜1/2に低減し、かつ押出成形体の乾燥時の体積
収縮を吸収して次工程に送給しうる粘土成形体用のマイ
クロ波加熱装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、粘土を用いた内、外壁材、瓦は所定形状で押出
成形され、これを直ちに短尺、例えば10〜30cmの長さに
切断し、これを焼成炉の廃熱を利用して約１〜３日間位
で水分を１〜０％まで低減する装置が普通であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の粘土成形体の乾燥装置は乾燥に数日を要するばか
りでなく、特に従前より長めの粘土成形体は下敷板を用
いないと運搬することができず、生産性に劣り、かつコ
ストアップを招くと共に、広大な敷地を必要とした。さ
らに、従前の表面から熱を付加して乾燥する乾燥装置で
乾燥時間を１日短縮した場合に、表面層が最初に乾燥
し、内部の水蒸気圧によって瓦、タイル、外壁材が捩じ
れたり、反ったり、クラックが入ったり、破壊したりす
る欠点があり、乾燥時間の短縮は非常に困難なものであ
った。また、表面からの加熱による乾燥に代わって内部
加熱による装置、例えばマイクロ波加熱機、遠赤外線ヒ
ータによる乾燥も考えられるが、単に各装置を用いた場
合は前者では被乾燥物を130℃まで上昇させるのが困難
で、急激な加熱は爆裂を招き、その上後者より装置、エ
ネルギ−コストが高価なものであった。また、後者では
被乾燥物の内部までの到達時間が前者より長くかかる
が、内部温度を上昇させるのには前者よりもはるかに有
利であるということで各乾燥装置には一長一短があっ
た。その上、上記２装置では乾燥時に発生する大量の水
蒸気の結露防止処理、被乾燥物の乾燥時における搬送構
造にも種々の問題点、例えば被乾燥物とコンベアベルト
間の摩擦抵抗による変形、長尺体に対するマイクロ波の
不均一加熱によるクラックの発生等があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような欠点を除去するため、マイクロ波加
熱機の搬送部と被加熱空間にエア等を送給し、かつマイ
クロ波加熱装置入口部に特別な移送機を配設し、粘土成
形体の乾燥時にクラック、変形、爆裂もなく、しかも迅
速（５〜60分間位）に乾燥できる粘土成形体用のマイク
ロ波加熱装置を提供するものである。

〔実施例〕

以下に、図面を用いて本発明に係る粘土成形体用のマイ
クロ波加熱装置の一実施例について詳細に説明する。第
１図（ａ）、（ｂ）、第２図は上記装置の代表的な一例
を示す説明図である。すなわち、マイクロ波加熱装置は
押出成形体Ａ（第５図（ａ）〜（ｊ）に示す）の内部へ
マイクロ波αが浸透して熱伝導に時間を要することなく
マイクロ波αを熱エネルギーに変換し、数秒から数分で
発熱して粘土内の水分を蒸発せしめるためのものであ
る。なお、水分が押出成形体Ａにおいて重量比で22〜15
％位含有されており、そのうち、例えば５〜10％を蒸発
する能力を有するものである。特に、この種押出成形体
Ａは水分が５〜８％位になるまで体積が収縮するが、そ
れ以下の水分になると体積の収縮が生じないものとな
る。そこで、マイクロ波加熱装置を具体的に説明する
と、図示しないマイクロ波発振器から発振されたマイク
ロ波αを所要個所に案内する導波管１と、案内されたマ
イクロ波αを反射する反射板２と、反射されたマイクロ
波αを撹拌する回転羽根３と、押出成形体Ａを押出速度
で移動させる誘電はするがスパークしない構成のフリロ
ーラからなる搬送部４と、押出成形体Ａの入口、出口
５、６とエア等βを大量に被加熱空間７から吸引した
り、被加熱空間７へ供給したりするエア供給口８と、マ
イクロ波αが外部へ漏洩しないように囲んだ包囲体９と
から構成したものである。なお、入口、出口５、６はマ
イクロ波αが外部へ漏洩しないフィルターとしても機能
する構造、長さに形成したものである。また、押出成形
体Ａを加熱する被加熱空間７は目的に応じて異なるが、
例えば約１〜5m位としたものである。さらに、搬送部４
はマイクロ波α、エア等βが押出成形体Ａに均一に照射
もしくは送風されることと、押出成形体Ａが乾燥する際
に１割程全体が収縮するため、これを吸収しながら押出
成形体Ａを搬送できる構成としたものである。その一例
を図示すると第３図（ａ）、（ｂ）に示すように、固定
された芯棒4aとテフロンからなるパイプ状のフリローラ
4bと第４図に示すような芯棒支持具10と、必要に応じて
設ける遮蔽板11とから構成したものである。さらに説明
すると第３図（ａ）においてフリローラ4bは幅を３分割
し、押出成形体Ａ通過時の抵抗をより小さくした構成、
（ｂ）図は一本で構成したフリローラ4bである。また、
芯棒支持具10はマイクロ波αが押出成形体Ａの裏面から
も照射されるように通過孔10aを穿設したものである。
なお、遮蔽板11は押出成形体Ａが長尺体の場合、物理的
に上部の、かつ長手方向の両側端がマイクロ波αの照射
が高密度とするものを抑制して均一加熱とするのに有用
なものである。また、エア供給口８はコンプレッサ、リ
ングブロア等のエア（ドライエア、温風、空気も含む）
の送風、もしくは吸引可能なエアサイクル用原動機12に
連結されている。13は移送部で入口５の前方に入口５と
同一パスライン上にフリローラ14と駆動ベルト15とを配
列したものであり、押出成形機Ｂ（第１図（ａ）に２点
鎖線で示す）から押し出された押出成形体Ａを押し出し
速度のままでマイクロ波加熱装置に変形なく送給するた
めのものである。

次に動作について説明する。

まず、信楽粘土とシャモットと減水剤とからなる粘土を
原料として準備する。なお、その重量％は例えば信楽粘
土61.5％、シャモット18％、減水剤0.5％（商品名：セ
ルフロー、第一工業製薬社製）、水20％を土練機（MP−
100型宮崎鉄工社製）で混練したものである。また、押
出成形機Ｂとしては押し出し能力100〜150/hrの型名M
V−FM−A1型（宮崎鉄工社製）を用いた。また、マイク
ロ波加熱装置は周波数が2450MHz、出力5kw、被加熱空間
７の長さは3mとし、エア等βを被加熱空間７に大量に包
囲体９のエア供給口８から送給され、入、出口５、６か
ら加熱時に発生する水蒸気β′を外部へ放出し、被加熱
空間７内の水蒸気圧を低下し、被加熱物、包囲体９の内
壁に結露水が発生するのを防止できる構成としたもので
あり、搬送部４はテフロン製パイプからなるフリローラ
とした。なお、マイクロ波加熱は押出成形体Ａの水分18
％（重量％）を７％（重量％）まで蒸発させ、残りの水
分を他の加熱装置、例えば図示しない遠赤外線ヒータ装
置で蒸発させるように設定した。さらに、押出成形機の
押出速度は300〜1000mm/minであり、ここでは400mm/min
とした。その他、押出成形体Ａ（ここでは連続成形体状
である。）のパスラインは同一高さとし、押出成形体Ａ
は押出成形機Ｂの押出速度をそのまま移送機13、マイク
ロ波加熱装置に送給され、マイクロ波加熱装置内の搬送
部４のフリローラ4b上での水分蒸発で体積が収縮するが
これによる速度の差を吸収するようにしたものである。
そこで、押出成形機Ｂに供給された粘土はその出口から
第５図（ａ）に示す断面の連続体で送出される。送出さ
れた押出成形体Ａは移送機13を介してマイクロ波加熱装
置に送給され、マイクロ波加熱装置の被加熱空間７を通
過中に押出成形体Ａの水分を７％（重量比）まで５分間
で低減し、その出口６から次工程に送出するものであ
る。なお、被加熱空間７の水蒸気β′は入、出口５、６
から矢印に放出することによって下記の効果が得られる
ものである。すなわち、被加熱空間７からのエア等βの
放出は被加熱空間７の水蒸気圧が増加しないように、お
よび押出成形体Ａが急激な加熱によってオーバーヒート
し破壊するのを防止し、かつエア等βが加熱中の押出成
形体Ａの表、裏面近傍の空気層に流れを与えることによ
って押出成形体Ａの露出面を冷却することと合俟ってオ
ーバーヒートの抑制と乾燥時間の短縮を図ると共に、押
出成形体Ａの露出面、被加熱空間７の内壁へ結露が発生
するのを防止するものである。そして、この半乾燥状態
の押出成形体Ａは次工程に送給される。

以上説明したのは本発明に係る粘土成形体用のマイクロ
波加熱装置の一実施例にすぎず、第１図（ａ）に１点鎖
線で示すようにエアサイクル用原動機12の代わりに、も
しくはこれと併用して包囲体９の底面部からエア、温風
を被加熱空間７に送給し、入、出口５、６からこれを放
出するように構成することもできる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明に係る粘土成形体用のマイクロ波
加熱装置によれば、水分を22〜15％位（重量比）含有し
た粘土押出成形体（短尺）、またはその連続体を変形せ
ず、かつクラック、爆裂もなく従前の1/10〜1/100に短
縮して含水量を1/3〜1/2に低減できる特徴がある。ま
た、押出成形体の体積は押出時に比べ１割以上収縮する
が、それによる搬送速度が押出成形体へ及ぼす悪影響も
なく吸収し次工程に移送できる特徴がある。さらに、被
加熱空間内の水蒸気を外部へ放出するようにしたため、
被加熱空間内壁および被加熱物表面への悪影響と結露の
発生、蒸発スピードの低下を防止した特徴がある。ま
た、マイクロ波が被加熱物に対して下部からの照射、弱
加熱部への集中化等を行うことによって乾燥の均一化と
乾燥時の悪影響を防止できる特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明に係る粘土成形体用のマ
イクロ波加熱装置の一実施例を示す構成略図とそのイー
イ線断面図、第２図、第３図（ａ）、（ｂ）、第４図は
搬送部の一実施例を示す説明図、第５図（ａ）〜（ｊ）
は押出成形体の断面を示す説明図である。 ４……搬送部、７……被加熱空間、８……エア供給口、
13……移送機、α……マイクロ波、β……エア等。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オーブン連続型のマイクロ波加熱装置にお
   いて、被加熱空間の搬送部をフリローラとすると共に、
   被加熱空間にエア等を供給するためのエア供給口を少な
   くとも１個以上設け、かつ送給されたエア等が被加熱空
   間の入、出口のみから放出するようにし、また上記入口
   の前方にフリローラと駆動ベルトからなる移送機を設置
   したことを特徴とする粘土成形体用のマイクロ波加熱装
   置。