JPH076872A - 誘電加熱装置の被加熱物収納構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の被加熱物の過加熱および加熱不足を生
じることなしに希望する加熱状態に昇温する。 【構成】 マイクロ波発生源９，１０から発生されるマ
イクロ波によって、加熱室４内に収納される複数の被加
熱物７，８を内部発熱させて加熱する誘電加熱装置１の
被加熱物収納構造において、前記複数の被加熱物７，８
は、発熱量が大とされるべき被加熱物７ａ，８ａを電界
強度が大となる側に配置し、かつ発熱量が小とされるべ
き被加熱物７ｂ，８ｂを電界強度が小となる側に配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂製の医療機器
などの誘電材料から成る被加熱物を、誘電加熱して、滅
菌処理するためなどに好適に実施することができる誘電
加熱装置の被加熱物収納構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、典型的な先行技術の被加熱物
の収納構造を示す平面図である。被加熱物であるたとえ
ば透析用のいわゆる使い捨てフィルタ本体８１や点滴用
のチューブ８２は、使用後に加熱して滅菌してから廃棄
する必要があるため、従来では、このような医療機器８
１，８２を容器８３内に不揃いな状態で収容して、この
容器８３を誘電加熱装置の加熱室内でマイクロ波によっ
て誘電加熱し、これによって内部発熱させて高温で熱処
理するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような先行技術で
は、容器８３内で外部側に配置されるフィルタ本体８１
およびチューブ８２のうち軟質のポリ塩化ビニルなどの
誘電体損失角の大きい材料から成るチューブ８２は、加
熱室内で高い電界強度の電磁波にさらされるため、むや
みに昇温されてしまい、熱によって変形を生じたり、塩
素ガスなどのような有毒ガスを発生してしまう場合があ
る。また、容器８３内において内側のフィルタケーシン
グ８１およびチューブ８２は、外側のフィルタケーシン
グ８１およびチューブ８２によって電磁波が遮断されて
しまい、内側の被加熱物８１，８２、特に誘電体損失角
の大きいフィルタ本体８１内の水を迅速に昇温させて滅
菌および乾燥することができないという問題を有する。

【０００４】したがって本発明の目的は、誘電体損失角
の異なる複数の被加熱物を同一の加熱室内に収納して、
発熱量が大とされるべき被加熱物を効率よく加熱しかつ
発熱量が小とされるべき被加熱物の加熱を抑制すること
ができる誘電加熱装置の被加熱物収納構造を提供するこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロ波発
生源から発生されるマイクロ波によって、加熱室内に収
納される複数の被加熱物を内部発熱させて加熱する誘電
加熱装置の被加熱物収納構造において、前記複数の被加
熱物は、発熱量が大とされるべき被加熱物を電界強度が
大となる側に配置し、かつ発熱量が小とされるべき被加
熱物を電界強度が小となる側に配置することを特徴とす
る誘電加熱装置の被加熱物収納構造である。

【０００６】

【作用】本発明に従えば、複数の被加熱物のうち発熱量
が大とされるべき被加熱物は電界強度が大となるたとえ
ば外側に配置され、発熱量が小とされるべき被加熱物が
電界強度が小となるたとえば内側に配置される。このよ
うに配置された被加熱物は、加熱室内に収納された状態
で、マイクロ波によって誘電加熱される。このとき、前
記外側に配置される発熱量が大とされるべき被加熱物は
高い電界強度の電磁波によって内部発熱して昇温し、付
着した水などを蒸発させるとともに滅菌することができ
る。また内側に配置される発熱量が小とされるべき被加
熱物は、前記外側の被加熱物によって電磁波が遮蔽され
てむやみに高温とならず、熱変形や有毒ガスを生じるこ
となしに良好に加熱されて水分を蒸発させるとともに滅
菌することができる。

【０００７】このようにして加熱室内へ収納される被加
熱物の配置を変えるだけで、複数の被加熱物を同一の加
熱室内に収納して同時に異なる加熱条件で加熱すること
ができ、被加熱物の種類に応じて発熱量を異ならせ、希
望する加熱状態とすることができる。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の被加熱物の収納
構造が実施されるマイクロ波および熱風で医療廃棄物を
処理する装置１を示す系統図である。誘電加熱装置１の
加熱炉３には加熱室４が設けられ、この加熱室４内には
２つの容器５，６が挿脱自在に収納され、各容器５，６
内には複数の被加熱物７，８がそれぞれ収容される。各
被加熱物７，８は、たとえば透析用フィルタなどの医療
機器であって、大略的に直円柱状のポリスチレン製もし
くはポリカーボネート製などのフィルタケーシング７
ａ，８ａと、各フィルタケーシング７ａ，８ａに接続し
て用いられる可撓性を有するポリ塩化ビニル製のチュー
ブ７ｂ，８ｂとを有する。

【０００９】このような被加熱物７，８を加熱室４内に
収納するにあたっては、熱による変形などを防止するた
めに、フィルタケーシング７ａ，８ａを電界強度が大と
なるマイクロ波発生源９，１０に近い側に配置し、各チ
ューブ７ｂ，８ｂは電界強度が小となるマイクロ波発生
源９，１０から遠ざかる側、すなわち加熱室４内で相互
に隣接して内側となるように配置されている。

【００１０】このようなマイクロ波発生源９，１０から
発生されるマイクロ波によって各被加熱物７，８は誘電
加熱されるとともに、加熱手段１１からのたとえば１８
０℃程度の高温度の気体によって加熱され、被加熱物
７，８の加熱滅菌処理が行われる。

【００１１】図２は、図１に示される誘電加熱装置１の
全体を示す斜視図である。前記誘電加熱装置１の加熱炉
３には、ヒンジ１４によって開閉可能に扉１３が設けら
れ、この扉１３を開いて容器５，６を出入れすることが
できる。

【００１２】再び図１を参照して、加熱炉３の流入孔１
６，１７には、導気管２１，２３が設けられる。また加
熱炉３には、マイクロ波発生源９，１０からのマイクロ
波による誘電加熱時にモータ７３，７４によって回転駆
動される撹拌翼７０，７１が設けられ、各容器５，６内
の被加熱物７，８に均一にマイクロ波を供給することが
できる。前記床１８の排出孔１９，２０には、パンチン
グメタルなどの多孔板が設けられる。

【００１３】被加熱物７，８が収納される容器５，６
は、たとえば段ボール紙などから成る仕切り板４４によ
って図３に示されるように、前記フィルタケーシング７
ａとチューブ７ｂとが仕切られて収容されている。な
お、図３では、一方の容器５およびそれに収容される被
加熱物７だけを示しているけれども、もう一方の容器６
に関してもまた同様に、被加熱物８が袋４３内に仕切り
板４４によって仕切られた状態で収容されている。

【００１４】以上のような構成を有する誘電加熱装置１
において、加熱されるべき被加熱物７，８は、前述した
図３に示される状態、すなわち熱によって容易に変形
し、有毒ガスなどを発生するチューブ７ｂ，８ｂを相互
に近接して配置し、水を含むフィルタケーシング７ａ，
８ａを電界強度が大となる側、すなわちマイクロ波発生
源９，１０にそれぞれ向けて配置され、これによって各
チューブ７ｂ，８ｂがむやみに高温となって熱変形して
しまうことを防止することができる。すなわち、各チュ
ーブ７ｂ，８ｂは、外方に配置されるフィルタケーシン
グ７ａ，８ａによってマイクロ波が減衰されるので、電
界強度が小となる領域に配置されることになり、強度の
高いマイクロ波による誘電加熱が抑制される。

【００１５】一般に、本実施例の被加熱物７，８などの
ような誘電体に電磁波が照射されると、そのエネルギー
が誘電体の内部で熱に変わるという誘電加熱の原理を利
用して、被加熱物７，８自体を内部発熱させて加熱乾燥
および滅菌することができる。マイクロ波の周波数は、
たとえば２４５０ＭＨｚが多く用いられ、その他９１５
ＭＨｚあるいは３〜５０ＭＨｚの高周波が用いられる場
合がある。各被加熱物７，８の発熱量Ｑ〔Ｗ／ｃｍ³〕
は、次式によって表される。すなわち、

【００１６】

【数１】

【００１７】ここに、νは周波数〔Ｈｚ〕であり、Ｅ
は、電界の強さ〔Ｖ・ｍ^-1〕であり、εｒは材料の比誘
電率であり、ｔａｎδは材料の誘電体損失角であり、ε
ｒ・ｔａｎδは物質に固有の損失係数である。

【００１８】図４は各種物質の比誘電率εｒ、誘電体損
失角ｔａｎδおよび浸透深さを示す。このような図から
も明らかなように、物質固有の損失係数εｒ・ｔａｎδ
が大となるほど吸収電力が大となり、加熱されやすい。
このような各種物質に応じて前述したように容器５，６
内で発熱量を大としたいものを電界強度の大きいマイク
ロ波発生源９，１０側に配置し、あまり発熱させたくな
いものを各マイクロ波発生源９，１０から遠ざかる側に
配置して、希望する加熱状態とすることができる。

【００１９】また本発明の他の実施例として、図５に示
されるように、加熱室４内にたとえば一方の容器５だけ
を収納して加熱滅菌処理を行う場合には、図６に示され
るように、容器５の中央にチューブ７ｂを配置し、その
周囲にフィルタケーシング７ａを配置するようにすれば
よい。これによってもまた、チューブ７ｂがむやみに高
温とならず、変形および有毒ガスの発生を防止すること
ができる。

【００２０】上述の実施例では、被加熱物として透析用
のフィルタについて説明したが、被加熱物はこれに限る
ものではなく、その他の誘電体、たとえば他の医療用廃
棄物や産業廃棄物やプラスチック製の機械部品などであ
ってもよく、何ら制限されるものではない。

【００２１】また本発明の他の実施例として、電界強度
の分布を被加熱物の収納状態に応じて調整するために、
マイクロ波を反射する反射板や、部分的に遮蔽する遮蔽
板を加熱室４内に設けるようにしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、誘電加熱
装置において、たとえば水などを含む発熱量が大とされ
る被加熱物を電界強度が大となる側に向け、発熱量が小
とされるべき被加熱物を電界強度が小となる側に配置さ
れるので、被加熱物がむやみに高温度に昇温されたり、
不所望に低い温度にしか加熱されないという不具合をな
くすことができ、したがって加熱装置の構成を変更する
ことなしに複数の被加熱物を同一の加熱室内で同時に希
望する加熱状態とすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の被加熱物の収納構造が実施
される誘電加熱装置１の系統図である。

【図２】誘電加熱装置１を示す斜視図である。

【図３】被加熱物７の収納状態を示す容器５の平面図で
ある。

【図４】各種物質の比誘電率εｒ、誘電体損失角ｔａｎ
δおよび浸透深さを示す図である。

【図５】本発明の他の実施例の被加熱物の収納状態を示
す容器５の平面図である。

【図６】従来の被加熱物の収納状態を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 誘電加熱装置 ３ 加熱炉 ４ 加熱室 ５，６ 容器 ７，８ 被加熱物 ９，１０ マイクロ波発生源 １１ 加熱手段 １３ 扉 ４３ 袋 ４４ 仕切り板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小寺 勝己 兵庫県神戸市西区高塚台３丁目２番地16 川重防災工業株式会社神戸本社・本社工場 内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波発生源から発生されるマイク
   ロ波によって、加熱室内に収納される複数の被加熱物を
   内部発熱させて加熱する誘電加熱装置の被加熱物収納構
   造において、 前記複数の被加熱物は、発熱量が大とされるべき被加熱
   物を電界強度が大となる側に配置し、かつ発熱量が小と
   されるべき被加熱物を電界強度が小となる側に配置する
   ことを特徴とする誘電加熱装置の被加熱物収納構造。