JPS607040Y2 - マイクロ波加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はマイクロ波加熱装置に関し、特に連続的に溶解
液状物質の溶液を蒸発させ、析出する固形物を必要温度
に迄上昇させることのできるマイクロ波加熱装置に関す
る。

従来マイクロ波加熱装置は調理用、工業加熱用等液状物
質や固形物質の昇温や含湿物質の乾燥等に便利に用いら
れている。

しかし溶解液状物質の溶液を蒸発させて固形物にし、そ
の固形物を数１００°Ｃ以上の高温に上げるという場合
には液体の蒸発に伴う負荷量の変化によるマイクロ波吸
収率が大きく変化し、また固形物になった後でも温度上
昇に伴い固形物の内部状態が変わりマイクロ波吸収効率
が変化し温度上昇コントロールが困難で仕上がり製品が
不均一性なものとなり実用的でない。

しかし近時溶解液状物質を完全に外界と隔離した状態で
上記のように溶解状物質の溶液を蒸発させ析出する固形
物を必要温度に迄上げたいという要求が、公衆衛生とか
公害上の関係で起こりつつある。

このような外界と完全に隔離した物の温度を上昇させる
場合に、従来のような輻射熱とか伝導熱を利用しようと
すると装置が大型になると共に熱効果が非常に悪くなり
、内容物の温度を均一にすることや処理物と未処理物の
交換が困難である等実用にならない幾多の問題があった
。

そこでマイクロ波加熱ということが考えられるが、従来
のマイクロ波加熱装置では広範囲で加熱するため加熱む
らが生じやすく、前記の如く蒸気の蒸発および温度上昇
と共に熱吸収効率が変化して均一な物質が得られず、ま
た温度制御困難であるという欠点があった。

本考案はこれらの欠点を除去するため、マイクロ波電力
の供給口を絞り、マイクロ波電力の密度を高くして局部
的加熱にすると共に、マイクロ波電力密度を異にして被
加熱物の状態変化に適合したマイクロ波電力密度の照射
となるように調整しておき、被加熱物を順次移動して溶
液の蒸発から固形物の昇温迄を威し遂げるマイクロ波加
熱装置としたもので以下図面により詳細に説明する。

第１図は本考案の実施例でａは上面図すは正面よりみた
説明図である。

１ａ〜１ｃはマイクロ波導波管給電部、２はターンテー
ブル、３はテーブルに設置されたみぞ形容器、４はチョ
ーク式のマイクロ波漏洩防止部、５はテーブル回転用モ
ータ、６は液投入口、７は製品取出口である。

また二点鎖線部分はカバーもしくはキャビティを示して
いる。

これを動作するにはターンテーブル２を回転させ、液投
入口６より定量の溶解液を供給する。

テーブルみぞ形容器３に供給された溶解液はターンテー
ブル２の回転によって搬送され、マイクロ波導波管給電
部１ ａｔ １ ｂｅ １ ｃにより照射されそれ
ぞれの異なるマイクロ波パワー密度をもつキャビティに
よって加熱・蒸発し、析出する固形物は更にその処理条
件によって加熱処理され、処理されたものは製品取出ロ
アより取り出される。

析出する固形物が固着焼結されるものについては製品取
出ロアの前にロール形粉粋器等を設置することもある。

取り出しはスクレーパによるオーバーフロー形が最も容
易であるが、場合によってはスクリュー搬送、振動搬送
等を行う。

この装置は複数個の導波管（またはそれに準するホーン
、アンテナ）等の給電部１ａ〜１ｃから照射されるマイ
クロ波パワー密度を各給電部ごとに異ならせて、それぞ
れの位置における負荷量および加熱条件に適合させて加
熱処理することができるためマイクロ波加熱効率が良好
である。

たとえば被加熱物がまだ液状で比較的体積も大きく、マ
イクロ波損失係数Ｅｅｔａｎδ（Ｅは物質の誘電率、δ
は物質の誘電体損失角で、ある物質でのマイクロ波損失
電力はＥｔａｎδに比例する。

）が大きい場合はマイクロ波パワー密度は小さくてもマ
イクロ波吸収性は良好であるが、負荷が少な（Ｅｔａｎ
δが小さくなってくるに従い同じパワー密度ではマイク
ロ波の吸収性が低下するから効率的な加熱を行うにはマ
イクロ波パワー密度を上げる必要がある。

給電部においてマイクロ波パワー密度を変化させるため
には例えば供給マイクロ波出力を一定にする場合照射部
の寸法を変更することによって容易に解決できる。

また給電部にオーブンを設けて、給電部ごとにオーブン
の大きさを変えてマイクロ波パワー密度を変えることが
できる。

また被加熱物の量、１ ｔａｎδの関係で非常に大きな
マイクロ波パワー密度が必要な場合、空負荷の状態では
放電や漏洩の問題があるがこのようなときにはターンテ
ーブル上のみぞを導波管の折り曲げ部として使用するこ
とが可能で、第２図に示すように供給されたマイクロ波
エネルギを終端部整合負荷８に吸収させることができる
。

この方法をとればかなりの高密度マイクロ波パワーでも
放電、漏洩を防止することが可能である。

逆に供給マイクロ波パワー密度が照射口の寸法変化のみ
では不足の場合、あるいは照射口を変えずにパワー密度
を変化させたい場合は終端部をバックプランジャー９と
し負荷にマイクロ波を共振させて加える構造とすること
もできる。

第３図にその断面図を示す。これらの場合ターンテーブ
ルみぞ製作には金属（ステンレス、耐食アルミ等）を使
用するがみぞ内面にはマイクロ波損失の小さい誘電体を
はり付けることもできる。

比較的耐熱性のよい誘電体物質（テフロン、ガラス等）
を取り付けることができれば被加熱物をマイクロ波加熱
に最適な位置に設置することや放熱による熱損失を小さ
くすることができ、更に粘着を防止することも容易にな
る。

この装置は供給マイクロ波パワーは一定でも照射マイク
ロ波パワー密度を変化させることにより誘電体物質のマ
イクロ波吸収効率が改善されるため被加熱物の負荷量、
形状変化に適合させることができるからマイクロ波加熱
効率が良く、連続式のため製品の均一性が良い。

なお上記説明ではマイクロ波パワー密度を変化させる場
合について述べたが給電部に減衰器の挿入又は電力分岐
回路挿入により各給電部に供給するマイクロ波パワーを
変化させ、または各給電部に供給するマイクロ波パワー
は一定にして各給電部の円周上の相互取付位置を変えて
、円周上の加熱マイクロ波パワー分布を変化させること
により同様の効果をうろことができることはいうまでも
ない。

またこの方法は溶解液のみでなく粉粒体の連続加熱・乾
燥にも応用できる。

更にターンテーブルをわずかに回転軸に対し、または装
置自体と共に傾斜させ、その傾斜角度・回転スピードを
適当に選ぶことにより（溶液の粘性、析出量による）液
体部は常に最下部にあり蒸発析出した固形物は上方に搬
送される。

これを搬送中上述の方法で加熱乾燥処理することができ
る。

このように蒸発中液部と固形物が分離するものは、分離
して処理することができるから製品の仕上がり状態が良
好である。

以上説明したように溶解液の蒸発乾燥に伴う負荷量、形
状の変化に対応した連続加熱装置とすることができるか
らマイクロ波利用効率製品の均一性が良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の一実施例を示す説明図でａは平面
図すは正面図、第２図は本考案装置のマイクロ波照射部
の一応用例の説明図、第３図は他の応用例の説明図であ
る。 １ａ〜１ｃ・・・・・・マイクロ波導波管給電部、２・
・・・・・ターンテーブル、３・・・・・・みぞ形容器
、４・・・・・・マイクロ波漏洩防止部、５・・・・・
・モータ、６・・・・・・液投入口、７・・・・・・製
品取出口。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）ターンテーブルの周囲に沿って設けられた一連の
   みぞ形容器と、該みぞ形容器の所定位置に設けられた被
   加熱物の投入口および取出口と、該みぞ形容器に近接し
   て配置され該みぞ形容器の一部にマイクロ波電力を照射
   する複数個の給電部とからなり、該複数個の給電部の少
   なくとも一つは照射マイクロ波電力の密度を他の給電部
   と異ならせたことを特徴とするマイクロ波加熱装置。
2. （２）複数個の配設された給電部の取付位置をターンテ
   ーブル円周上に不均等な距離に配設し、照射面積または
   給電部開口面積を変化させる手段を設けた実用新案登録
   請求の範囲第１項記載のマイクロ波加熱装置。
3. （３）給電部の側壁の一部を前記容器内に延長し、該容
   器内壁の一部とでマイクロ波搬送路を形威し、該搬送路
   の他端を整合負荷またはバックプランジャーで終端させ
   た実用新案登録請求の範囲第１項記載のマイクロ波加熱
   装置。
4. （４）ターンテーブルの主面の方向を回転軸に対して若
   干傾斜させた実用新案登録請求の範囲第１項記載のマイ
   クロ波加熱装置。