JP2002113349A - 高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置 - Google Patents
高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置Info
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- JP2002113349A JP2002113349A JP2000311197A JP2000311197A JP2002113349A JP 2002113349 A JP2002113349 A JP 2002113349A JP 2000311197 A JP2000311197 A JP 2000311197A JP 2000311197 A JP2000311197 A JP 2000311197A JP 2002113349 A JP2002113349 A JP 2002113349A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 窓の制限を緩和した高温高圧容器へのマイク
ロ波供給装置の提供。 【解決手段】 第１の窓は開口部に、第２の窓は容器の
外側にそれぞれ設置した２つの仕切窓により密閉し、第
１の窓と第２の窓の間の内圧を制御できるようにした、
好ましくは高温高圧条件での反応時に第１の窓と第２の
窓の間の内圧を容器の内圧と等しくなるように制御した
中空の導波管または同軸線路を特徴とする高温高圧容器
への化学反応促進用マイクロ波供給装置。上記の導波管
等が、容器中に導入しその開口部が容器中の被加熱物に
直接接触し、被加熱物の任意の位置を効率的に、必要に
応じ、複数本を容器中の被加熱物に導入し、大容量の被
加熱物を均一に、かつ、広い範囲に加熱できるようにす
る。容器としての管路中に上記の導波管等の複数本を流
れに沿って配置し、流通する被加熱物を連続的に加熱で
きるようにする。必要に応じ、容器に観測用窓を取付
け、目視、ファイバースコープによる観測およびリアル
タイムでの分光計測を可能にする。
ロ波供給装置の提供。 【解決手段】 第１の窓は開口部に、第２の窓は容器の
外側にそれぞれ設置した２つの仕切窓により密閉し、第
１の窓と第２の窓の間の内圧を制御できるようにした、
好ましくは高温高圧条件での反応時に第１の窓と第２の
窓の間の内圧を容器の内圧と等しくなるように制御した
中空の導波管または同軸線路を特徴とする高温高圧容器
への化学反応促進用マイクロ波供給装置。上記の導波管
等が、容器中に導入しその開口部が容器中の被加熱物に
直接接触し、被加熱物の任意の位置を効率的に、必要に
応じ、複数本を容器中の被加熱物に導入し、大容量の被
加熱物を均一に、かつ、広い範囲に加熱できるようにす
る。容器としての管路中に上記の導波管等の複数本を流
れに沿って配置し、流通する被加熱物を連続的に加熱で
きるようにする。必要に応じ、容器に観測用窓を取付
け、目視、ファイバースコープによる観測およびリアル
タイムでの分光計測を可能にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化学反応の促進または
収率の向上を可能にする高温高圧容器への化学反応促進
用マイクロ波供給装置に関する。
収率の向上を可能にする高温高圧容器への化学反応促進
用マイクロ波供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波を利用した化学反応は試みら
れ始めて１５年程度と年月が浅く、系統的な化学の基礎
が整っておらず、工業技術への展開のための基礎的設計
概念を与えるような体系は存在しない。しかしながら、
マイクロ波による著しい反応速度（または収率）の向上
や従来の加熱法とは異なる反応が促進するなどマイクロ
波による化学反応促進効果が認められている（特開平１
１−２１１２７）。これらの効果はしばしばマイクロ波
による加熱効果以外の効果または加熱効果以上の効果と
いう観点からマイクロ波効果またはマイクロ波電界効果
或いは非熱的効果と呼ばれている。また、非熱的効果に
加え局所加熱反応促進効果および局所反応場の形成によ
る反応促進効果なども示唆されている。
れ始めて１５年程度と年月が浅く、系統的な化学の基礎
が整っておらず、工業技術への展開のための基礎的設計
概念を与えるような体系は存在しない。しかしながら、
マイクロ波による著しい反応速度（または収率）の向上
や従来の加熱法とは異なる反応が促進するなどマイクロ
波による化学反応促進効果が認められている（特開平１
１−２１１２７）。これらの効果はしばしばマイクロ波
による加熱効果以外の効果または加熱効果以上の効果と
いう観点からマイクロ波効果またはマイクロ波電界効果
或いは非熱的効果と呼ばれている。また、非熱的効果に
加え局所加熱反応促進効果および局所反応場の形成によ
る反応促進効果なども示唆されている。
【０００３】一般に高温高圧下での非処理物を処理する
ことにより化学反応は促進される。そのための加熱源と
しては電気ヒーター、バーナー、蒸気などが使用される
が、それらは何れも被加熱物を外部からまたは表面から
加熱する手法である（外部加熱法）。現在稼働している
化学プラントもその多くは外部加熱法を用いている。本
装置は現在稼働しているプラントを改造しマイクロ波を
導入し、マイクロ波加熱を利用することにより、又外部
加熱とマイクロ波加熱の併用により反応プロセス、収
率、反応時間を改善し化学反応を促進させ省エネルギー
型プロセスを可能とする。
ことにより化学反応は促進される。そのための加熱源と
しては電気ヒーター、バーナー、蒸気などが使用される
が、それらは何れも被加熱物を外部からまたは表面から
加熱する手法である（外部加熱法）。現在稼働している
化学プラントもその多くは外部加熱法を用いている。本
装置は現在稼働しているプラントを改造しマイクロ波を
導入し、マイクロ波加熱を利用することにより、又外部
加熱とマイクロ波加熱の併用により反応プロセス、収
率、反応時間を改善し化学反応を促進させ省エネルギー
型プロセスを可能とする。
【０００４】高温高圧条件下でのマイクロ波による加熱
装置としては、特開平４−２７２６８８、特開平５−２
５１１７５、特開平５−２５１１７６、実開平５−７２
０９２が有るが、何れもマイクロ波は単なる加熱源とし
て使用しているにすぎず、また、マイクロ波の供給方法
も高温高圧容器の壁部分に窓またはブロックを取付けマ
イクロ波を供給するものである。
装置としては、特開平４−２７２６８８、特開平５−２
５１１７５、特開平５−２５１１７６、実開平５−７２
０９２が有るが、何れもマイクロ波は単なる加熱源とし
て使用しているにすぎず、また、マイクロ波の供給方法
も高温高圧容器の壁部分に窓またはブロックを取付けマ
イクロ波を供給するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の方
法または装置では、窓またはブロックは、耐熱、耐圧、
耐腐食の特性を一度に有する材料および構造が必要であ
り、また、従来の装置では高温高圧容器内の任意の位置
にマイクロ波を供給することができないという問題があ
った。そこで、本発明は、上記従来の装置の有する問題
点を解決することを課題とする。より具体的には本発明
は、高温高圧容器における窓の制限を緩和した高温高圧
容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置を提供する
ことを目的とする。また本発明は、局所的に高温高圧状
態を形成させることができ、そのような局所反応場形成
により反応を促進させることができる高温高圧容器への
化学反応促進用マイクロ波供給装置を提供することを目
的とする。
法または装置では、窓またはブロックは、耐熱、耐圧、
耐腐食の特性を一度に有する材料および構造が必要であ
り、また、従来の装置では高温高圧容器内の任意の位置
にマイクロ波を供給することができないという問題があ
った。そこで、本発明は、上記従来の装置の有する問題
点を解決することを課題とする。より具体的には本発明
は、高温高圧容器における窓の制限を緩和した高温高圧
容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置を提供する
ことを目的とする。また本発明は、局所的に高温高圧状
態を形成させることができ、そのような局所反応場形成
により反応を促進させることができる高温高圧容器への
化学反応促進用マイクロ波供給装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１の窓は開
口部に、第２の窓は容器の外側にそれぞれ設置した２つ
の仕切窓により密閉し、第１の窓と第２の窓の間の内圧
を制御できるようにした中空の導波管または同軸線路を
特徴とする高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波
供給装置を要旨としている。
口部に、第２の窓は容器の外側にそれぞれ設置した２つ
の仕切窓により密閉し、第１の窓と第２の窓の間の内圧
を制御できるようにした中空の導波管または同軸線路を
特徴とする高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波
供給装置を要旨としている。
【０００７】高温高圧条件での反応時に第１の窓と第２
の窓の間の内圧を容器の内圧と等しくなるように制御し
ており、その場合、本発明は、第１の窓は開口部に、第
２の窓は容器の外側にそれぞれ設置した２つの仕切窓に
より密閉し、高温高圧条件での反応時に第１の窓と第２
の窓の間の内圧を容器の内圧と等しくなるように制御で
きるようにした中空の導波管または同軸線路を特徴とす
る高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置
を要旨としている。
の窓の間の内圧を容器の内圧と等しくなるように制御し
ており、その場合、本発明は、第１の窓は開口部に、第
２の窓は容器の外側にそれぞれ設置した２つの仕切窓に
より密閉し、高温高圧条件での反応時に第１の窓と第２
の窓の間の内圧を容器の内圧と等しくなるように制御で
きるようにした中空の導波管または同軸線路を特徴とす
る高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置
を要旨としている。
【０００８】上記の中空の導波管または同軸線路が、容
器中に導入し、その開口部が容器中の被加熱物に直接接
触し、被加熱物の任意の位置を効率的にマイクロ波によ
り加熱できるようにしており、その場合、本発明は、第
１の窓は開口部に、第２の窓は容器の外側にそれぞれ設
置した２つの仕切窓により密閉し、第１の窓と第２の窓
の間の内圧を制御できるように、好ましくは高温高圧条
件での反応時に容器の内圧と等しくなるように制御でき
るようにし、かつ、容器中に導入し、その開口部が容器
中の被加熱物に直接接触し、被加熱物の任意の位置を効
率的にマイクロ波により加熱できるようにした中空の導
波管または同軸線路を特徴とする高温高圧容器への化学
反応促進用マイクロ波供給装置を要旨としている。
器中に導入し、その開口部が容器中の被加熱物に直接接
触し、被加熱物の任意の位置を効率的にマイクロ波によ
り加熱できるようにしており、その場合、本発明は、第
１の窓は開口部に、第２の窓は容器の外側にそれぞれ設
置した２つの仕切窓により密閉し、第１の窓と第２の窓
の間の内圧を制御できるように、好ましくは高温高圧条
件での反応時に容器の内圧と等しくなるように制御でき
るようにし、かつ、容器中に導入し、その開口部が容器
中の被加熱物に直接接触し、被加熱物の任意の位置を効
率的にマイクロ波により加熱できるようにした中空の導
波管または同軸線路を特徴とする高温高圧容器への化学
反応促進用マイクロ波供給装置を要旨としている。
【０００９】上記の中空の導波管または同軸線路が、複
数本を容器中の被加熱物に導入し、大容量の被加熱物を
均一に、かつ、広い範囲に加熱できるようにしており、
その場合、本発明は、第１の窓は開口部に、第２の窓は
容器の外側にそれぞれ設置した２つの仕切窓により密閉
し、第１の窓と第２の窓の間の内圧を制御できるよう
に、好ましくは高温高圧条件での反応時に容器の内圧と
等しくなるように制御できるようにし、必要に応じ、容
器中に導入し、その開口部が容器中の被加熱物に直接接
触し、被加熱物の任意の位置を効率的にマイクロ波によ
り加熱できるようにした複数本の中空の導波管または同
軸線路であって、その複数本を、容器中の被加熱物に導
入し、大容量の被加熱物を均一に、かつ、広い範囲に加
熱できるようにしたことを特徴とする高温高圧容器への
化学反応促進用マイクロ波供給装置を要旨としている。
数本を容器中の被加熱物に導入し、大容量の被加熱物を
均一に、かつ、広い範囲に加熱できるようにしており、
その場合、本発明は、第１の窓は開口部に、第２の窓は
容器の外側にそれぞれ設置した２つの仕切窓により密閉
し、第１の窓と第２の窓の間の内圧を制御できるよう
に、好ましくは高温高圧条件での反応時に容器の内圧と
等しくなるように制御できるようにし、必要に応じ、容
器中に導入し、その開口部が容器中の被加熱物に直接接
触し、被加熱物の任意の位置を効率的にマイクロ波によ
り加熱できるようにした複数本の中空の導波管または同
軸線路であって、その複数本を、容器中の被加熱物に導
入し、大容量の被加熱物を均一に、かつ、広い範囲に加
熱できるようにしたことを特徴とする高温高圧容器への
化学反応促進用マイクロ波供給装置を要旨としている。
【００１０】容器としての管路中に上記の導波管または
同軸線路の複数本を流れに沿って配置し、流通する被加
熱物を連続的に加熱できるようにしており、その場合、
本発明は、第１の窓は開口部に、第２の窓は容器の外側
にそれぞれ設置した２つの仕切窓により密閉し、第１の
窓と第２の窓の間の内圧を制御できるように、好ましく
は高温高圧条件での反応時に容器の内圧と等しくなるよ
うに制御できるようにし、必要に応じ、容器中に導入
し、その開口部が容器中の被加熱物に直接接触し、被加
熱物の任意の位置を効率的にマイクロ波により加熱でき
るようにした複数本の中空の導波管または同軸線路であ
って、その複数本を、容器としての管路中に流れに沿っ
て配置し、流通する被加熱物を連続的に加熱できるよう
にしたことを特徴とする高温高圧容器への化学反応促進
用マイクロ波供給装置を要旨としている。
同軸線路の複数本を流れに沿って配置し、流通する被加
熱物を連続的に加熱できるようにしており、その場合、
本発明は、第１の窓は開口部に、第２の窓は容器の外側
にそれぞれ設置した２つの仕切窓により密閉し、第１の
窓と第２の窓の間の内圧を制御できるように、好ましく
は高温高圧条件での反応時に容器の内圧と等しくなるよ
うに制御できるようにし、必要に応じ、容器中に導入
し、その開口部が容器中の被加熱物に直接接触し、被加
熱物の任意の位置を効率的にマイクロ波により加熱でき
るようにした複数本の中空の導波管または同軸線路であ
って、その複数本を、容器としての管路中に流れに沿っ
て配置し、流通する被加熱物を連続的に加熱できるよう
にしたことを特徴とする高温高圧容器への化学反応促進
用マイクロ波供給装置を要旨としている。
【００１１】加熱手段にマイクロ波加熱と外部加熱とを
併用したことを特徴としており、その場合、本発明は、
第１の窓は開口部に、第２の窓は容器の外側にそれぞれ
設置した２つの仕切窓により密閉し、第１の窓と第２の
窓の間の内圧を制御できるように、かつ、加熱手段にマ
イクロ波加熱と外部加熱とを併用し、好ましくは高温高
圧条件での反応時に容器の内圧と等しくなるように制御
できるようにし、必要に応じ、容器中に導入し、その開
口部が容器中の被加熱物に直接接触し、被加熱物の任意
の位置を効率的にマイクロ波により加熱できるようにし
た中空の導波管または同軸線路、必要に応じ、容器中の
被加熱物に導入し、大容量の被加熱物を均一に、かつ、
広い範囲に加熱できるようにしたか、または容器として
の管路中に流れに沿って配置し、流通する被加熱物を連
続的に加熱できるようにした複数本の中空の導波管また
は同軸線路を容器に備えたこと特徴とする高温高圧容器
への化学反応促進用マイクロ波供給装置を要旨としてい
る。
併用したことを特徴としており、その場合、本発明は、
第１の窓は開口部に、第２の窓は容器の外側にそれぞれ
設置した２つの仕切窓により密閉し、第１の窓と第２の
窓の間の内圧を制御できるように、かつ、加熱手段にマ
イクロ波加熱と外部加熱とを併用し、好ましくは高温高
圧条件での反応時に容器の内圧と等しくなるように制御
できるようにし、必要に応じ、容器中に導入し、その開
口部が容器中の被加熱物に直接接触し、被加熱物の任意
の位置を効率的にマイクロ波により加熱できるようにし
た中空の導波管または同軸線路、必要に応じ、容器中の
被加熱物に導入し、大容量の被加熱物を均一に、かつ、
広い範囲に加熱できるようにしたか、または容器として
の管路中に流れに沿って配置し、流通する被加熱物を連
続的に加熱できるようにした複数本の中空の導波管また
は同軸線路を容器に備えたこと特徴とする高温高圧容器
への化学反応促進用マイクロ波供給装置を要旨としてい
る。
【００１２】容器中の被加熱物は、マイクロ波吸収体お
よび／またはマイクロ波吸収性触媒を存在させた高温高
圧反応系、亜・超臨界状態にある高温高圧流体系、およ
び／または、電解反応系・光化学反応系・超音波を用い
た反応系・外部加熱法を用いた反応系であり、その場
合、本発明は、第１の窓は開口部に、第２の窓は容器の
外側にそれぞれ設置した２つの仕切窓により密閉し、第
１の窓と第２の窓の間の内圧を制御できるように、必要
に応じ、加熱手段にマイクロ波加熱と外部加熱とを併用
し、好ましくは高温高圧条件での反応時に容器の内圧と
等しくなるように制御できるようにし、必要に応じ、容
器中に導入し、その開口部が容器中の被加熱物に直接接
触し、被加熱物の任意の位置を効率的にマイクロ波によ
り加熱できるようにした中空の導波管または同軸線路、
必要に応じ、容器中の被加熱物に導入し、大容量の被加
熱物を均一に、かつ、広い範囲に加熱できるようにした
か、または容器としての管路中に流れに沿って配置し、
流通する被加熱物を連続的に加熱できるようにした複数
本の中空の導波管または同軸線路を容器に備えたこと特
徴とし、かつ、容器中の被加熱物は、マイクロ波吸収体
および／またはマイクロ波吸収性触媒を存在させた高温
高圧反応系、亜・超臨界状態にある高温高圧流体系、お
よび／または、電解反応系・光化学反応系・超音波を用
いた反応系・外部加熱法を用いた反応系であることを特
徴とする高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供
給装置を要旨としている。
よび／またはマイクロ波吸収性触媒を存在させた高温高
圧反応系、亜・超臨界状態にある高温高圧流体系、およ
び／または、電解反応系・光化学反応系・超音波を用い
た反応系・外部加熱法を用いた反応系であり、その場
合、本発明は、第１の窓は開口部に、第２の窓は容器の
外側にそれぞれ設置した２つの仕切窓により密閉し、第
１の窓と第２の窓の間の内圧を制御できるように、必要
に応じ、加熱手段にマイクロ波加熱と外部加熱とを併用
し、好ましくは高温高圧条件での反応時に容器の内圧と
等しくなるように制御できるようにし、必要に応じ、容
器中に導入し、その開口部が容器中の被加熱物に直接接
触し、被加熱物の任意の位置を効率的にマイクロ波によ
り加熱できるようにした中空の導波管または同軸線路、
必要に応じ、容器中の被加熱物に導入し、大容量の被加
熱物を均一に、かつ、広い範囲に加熱できるようにした
か、または容器としての管路中に流れに沿って配置し、
流通する被加熱物を連続的に加熱できるようにした複数
本の中空の導波管または同軸線路を容器に備えたこと特
徴とし、かつ、容器中の被加熱物は、マイクロ波吸収体
および／またはマイクロ波吸収性触媒を存在させた高温
高圧反応系、亜・超臨界状態にある高温高圧流体系、お
よび／または、電解反応系・光化学反応系・超音波を用
いた反応系・外部加熱法を用いた反応系であることを特
徴とする高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供
給装置を要旨としている。
【００１３】温度センサーおよび圧力センサーを容器内
に取付け、それらセンサーの検出値にもとづきマイクロ
波出力を制御して容器内の圧力および温度を設定値に保
持できるようにしたことを特徴としている。
に取付け、それらセンサーの検出値にもとづきマイクロ
波出力を制御して容器内の圧力および温度を設定値に保
持できるようにしたことを特徴としている。
【００１４】容器に観測用窓を取付け、目視、ファイバ
ースコープによる観測およびリアルタイムでの分光計測
を可能にしたことを特徴としている。
ースコープによる観測およびリアルタイムでの分光計測
を可能にしたことを特徴としている。
【００１５】
【実施の形態】本発明の高温高圧容器への化学反応促進
用マイクロ波供給装置は、次の構成を備えることを特徴
とする。中空の導波管または同軸線路を高温高圧容器中
に導入し、その開口部が高温高圧容器中の被加熱物に直
接接触させ、被加熱物の任意の位置を効率的にマイクロ
波により加熱できるようにすること。複数の導波管また
は同軸線路を高温高圧容器中の被加熱物に導入し、大容
量の被加熱物を均一に又広い範囲に加熱できるようにす
ること。管路中に複数の導波管または同軸線路を流れに
沿って配置し、流通する被加熱物を連続的に加熱できる
ようにすること。超臨界状態へマイクロ波を導入し化学
反応を促進できるようにすること。加熱手段にマイクロ
波加熱と外部加熱とを併用すること。温度センサーおよ
び圧力センサーを容器内に取付け、それらセンサーの検
出値にもとづきマイクロ波出力を制御して高温高圧容器
内の圧力および温度を設定値に保持できるようにするこ
と。高温高圧容器に観測用窓を取付け、目視およびリア
ルタイムでの分光計測が可能にすること。
用マイクロ波供給装置は、次の構成を備えることを特徴
とする。中空の導波管または同軸線路を高温高圧容器中
に導入し、その開口部が高温高圧容器中の被加熱物に直
接接触させ、被加熱物の任意の位置を効率的にマイクロ
波により加熱できるようにすること。複数の導波管また
は同軸線路を高温高圧容器中の被加熱物に導入し、大容
量の被加熱物を均一に又広い範囲に加熱できるようにす
ること。管路中に複数の導波管または同軸線路を流れに
沿って配置し、流通する被加熱物を連続的に加熱できる
ようにすること。超臨界状態へマイクロ波を導入し化学
反応を促進できるようにすること。加熱手段にマイクロ
波加熱と外部加熱とを併用すること。温度センサーおよ
び圧力センサーを容器内に取付け、それらセンサーの検
出値にもとづきマイクロ波出力を制御して高温高圧容器
内の圧力および温度を設定値に保持できるようにするこ
と。高温高圧容器に観測用窓を取付け、目視およびリア
ルタイムでの分光計測が可能にすること。
【００１６】（１）導波管または同軸線路は２つの仕切
窓により密閉されている。第１の窓は導波管または同軸
線路開口部（マイクロ波照射部、高圧容器内）に、第２
の窓は容器の外側に夫々設置されている。高温高圧条件
の反応では、容器の圧力と第１の窓と第２の窓の間の圧
力が等しくなるように第１の窓と第２の窓の間の圧力を
制御する。これにより第１の窓の前後の圧力は等しいた
め、第１の窓の構造としては主に耐熱・耐腐食という観
点からのみその構造を考慮すれば良く薄いシート構造を
適用することが可能となる。また、第２の窓は高温高圧
容器の外側に設置されるため第２の窓の構造としては主
に耐圧という観点からのみその構造を選択すれば良い。
この様に第１の窓と第２の窓の構造を使い分けることに
より、高温高圧容器に対する窓の制限を緩和することが
できる。
窓により密閉されている。第１の窓は導波管または同軸
線路開口部（マイクロ波照射部、高圧容器内）に、第２
の窓は容器の外側に夫々設置されている。高温高圧条件
の反応では、容器の圧力と第１の窓と第２の窓の間の圧
力が等しくなるように第１の窓と第２の窓の間の圧力を
制御する。これにより第１の窓の前後の圧力は等しいた
め、第１の窓の構造としては主に耐熱・耐腐食という観
点からのみその構造を考慮すれば良く薄いシート構造を
適用することが可能となる。また、第２の窓は高温高圧
容器の外側に設置されるため第２の窓の構造としては主
に耐圧という観点からのみその構造を選択すれば良い。
この様に第１の窓と第２の窓の構造を使い分けることに
より、高温高圧容器に対する窓の制限を緩和することが
できる。
【００１７】（２）中空の導波管または同軸線路が高温
高圧容器中に導入され、その開口部が高温高圧容器中の
被加熱物（液体またはスラリー）に直接接触し、被加熱
物の任意の位置を効率的にマイクロ波により加熱する。
例えば液−液界面の反応において界面のみを選択的に加
熱すること、また触媒反応において触媒部のみを選択的
に加熱することができる。 （３）開口部が高温高圧容器中に存在するので、容器自
体の材質は金属を使用することができ高温高圧被加熱物
を加熱することができる。 （４）上記手法によりマイクロ波の浸透深さを考慮し、
適当な周波数を選択することにより開口部近傍のみを局
所的に加熱することが可能となる。 （５）また加熱したい部分が２箇所以上有る場合は、上
記導波管または同軸線路を複数本高温高圧容器中の被加
熱物に導入することにより、大容量の被加熱物に対して
も均一に又広い範囲を加熱することができる。 （６）連続式（流通式）反応の場合には上記導波管また
は同軸線路を複数本間隔を空けて容器に取り付けること
により、流通する被加熱物を連続的に加熱することがで
きる。 （７）付加的に冷却、溶液導入などの工程を取り入れる
ことができる。 （８）温度をモニターしマイクロ波出力を制御すること
により被加熱物の温度むらを小さくすることができる。
高圧容器中に導入され、その開口部が高温高圧容器中の
被加熱物（液体またはスラリー）に直接接触し、被加熱
物の任意の位置を効率的にマイクロ波により加熱する。
例えば液−液界面の反応において界面のみを選択的に加
熱すること、また触媒反応において触媒部のみを選択的
に加熱することができる。 （３）開口部が高温高圧容器中に存在するので、容器自
体の材質は金属を使用することができ高温高圧被加熱物
を加熱することができる。 （４）上記手法によりマイクロ波の浸透深さを考慮し、
適当な周波数を選択することにより開口部近傍のみを局
所的に加熱することが可能となる。 （５）また加熱したい部分が２箇所以上有る場合は、上
記導波管または同軸線路を複数本高温高圧容器中の被加
熱物に導入することにより、大容量の被加熱物に対して
も均一に又広い範囲を加熱することができる。 （６）連続式（流通式）反応の場合には上記導波管また
は同軸線路を複数本間隔を空けて容器に取り付けること
により、流通する被加熱物を連続的に加熱することがで
きる。 （７）付加的に冷却、溶液導入などの工程を取り入れる
ことができる。 （８）温度をモニターしマイクロ波出力を制御すること
により被加熱物の温度むらを小さくすることができる。
【００１８】
【作用】上記のように構成した本発明の高温高圧容器へ
の化学反応促進用マイクロ波供給装置は、第１の窓は耐
熱性と耐腐食性を考慮すれば良く、強度は考慮しなくて
も良いので薄いシート状の構造が採用でき、高温高圧の
高温高圧容器に対する窓の制限を緩和することができ
る。
の化学反応促進用マイクロ波供給装置は、第１の窓は耐
熱性と耐腐食性を考慮すれば良く、強度は考慮しなくて
も良いので薄いシート状の構造が採用でき、高温高圧の
高温高圧容器に対する窓の制限を緩和することができ
る。
【００１９】さらに本発明の高温高圧容器への化学反応
促進用マイクロ波供給装置は、次の作用・効果を奏する
ものである。被加熱物の任意の位置を効率的にマイクロ
波により加熱することができる。大容量の被加熱物を均
一に又広い範囲の加熱することができる。管路中を流通
する被加熱物を連続的に加熱することができる。亜・超
臨界状態にある高温・高圧流体系にマイクロ波を導入し
化学反応を促進させることができる。反応プロセス、収
率、反応時間の改善を図ることができる。反応温度を一
定に保つことができ、また、反応状況を目視またはリア
ルタイムで監視することができる。高温高圧反応系にマ
イクロ波吸収体および／またはマイクロ波吸収性触媒を
存在させることにより、局所的に高温高圧状態を形成さ
せることができる。そのような局所反応場の形成により
反応を促進させることができる。
促進用マイクロ波供給装置は、次の作用・効果を奏する
ものである。被加熱物の任意の位置を効率的にマイクロ
波により加熱することができる。大容量の被加熱物を均
一に又広い範囲の加熱することができる。管路中を流通
する被加熱物を連続的に加熱することができる。亜・超
臨界状態にある高温・高圧流体系にマイクロ波を導入し
化学反応を促進させることができる。反応プロセス、収
率、反応時間の改善を図ることができる。反応温度を一
定に保つことができ、また、反応状況を目視またはリア
ルタイムで監視することができる。高温高圧反応系にマ
イクロ波吸収体および／またはマイクロ波吸収性触媒を
存在させることにより、局所的に高温高圧状態を形成さ
せることができる。そのような局所反応場の形成により
反応を促進させることができる。
【００２０】
【実施例】本発明の詳細を実施例で説明する。本発明は
これらの実施例によって何ら限定されるものではない。
これらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００２１】実施例１ 図１は、本発明の第１実施例を示し、高温高圧容器１の
天板を貫通して該容器１内に先端部が位置するように設
けた導波管または同軸線路５の挿入端に第１の窓２を設
け、導波管または同軸線路５の他方の途中に第２の窓３
を設け、容器１内と導波管内を等圧にし、マイクロ波発
信器４により発振したマイクロ波を導波管または同軸線
路５を介して高温高圧容器内１の被加熱物の照射するよ
うに構成してある。したがって、高温高圧条件の反応で
は、容器１の圧力と第１の窓２と第２の窓３の間の圧力
が等しくなるように第１の窓２と第２の窓３の間の圧力
を制御すると、第１の窓２の前後の圧力は等しくなるの
で、第１の窓２の構造としては主に耐熱・耐腐食という
観点からのみその構造を考慮すれば良く薄いシート構造
を適用することが可能となり、また、第２の窓３は高温
高圧の高温高圧容器１の外側に設置されるため第２の窓
３の構造としては主に耐圧という観点からのみその構造
を選択することができる。
天板を貫通して該容器１内に先端部が位置するように設
けた導波管または同軸線路５の挿入端に第１の窓２を設
け、導波管または同軸線路５の他方の途中に第２の窓３
を設け、容器１内と導波管内を等圧にし、マイクロ波発
信器４により発振したマイクロ波を導波管または同軸線
路５を介して高温高圧容器内１の被加熱物の照射するよ
うに構成してある。したがって、高温高圧条件の反応で
は、容器１の圧力と第１の窓２と第２の窓３の間の圧力
が等しくなるように第１の窓２と第２の窓３の間の圧力
を制御すると、第１の窓２の前後の圧力は等しくなるの
で、第１の窓２の構造としては主に耐熱・耐腐食という
観点からのみその構造を考慮すれば良く薄いシート構造
を適用することが可能となり、また、第２の窓３は高温
高圧の高温高圧容器１の外側に設置されるため第２の窓
３の構造としては主に耐圧という観点からのみその構造
を選択することができる。
【００２２】実施例２ 図２(a)、(b)は、本発明の第２実施例を示し、高温高圧
容器１の天板に摺動可能に装着した導波管または同軸線
路５の挿入端に第１の窓２を設け、導波管または同軸線
路５の途中に第２の窓３を設け、容器１内と窓２と窓３
内を等圧にし、マイクロ波発信器（図示省略）により発
振したマイクロ波を導波管または同軸線路５を介して高
温高圧容器１内の被加熱物の照射するように構成してあ
る。したがって、図２(a)に示すように、中空の導波管
または同軸線路５が高温高圧容器１中に導入され、その
開口部が高温高圧容器１中の被加熱物（液体またはスラ
リー）に直接接触し、被加熱物の任意の位置を効率的に
マイクロ波により加熱するので、例えば液−液界面の反
応において界面のみを選択的に加熱することができ、ま
た、図２(b)に示すように、触媒反応において触媒部の
みを選択的に加熱することができる。本実施例は開口部
が被加熱物と接触する場合に該当し（実施例３、４も該
当する。）、マイクロ波の浸透深さを考慮し、適当な周
波数を選択することにより開口部近傍のみを局所的に加
熱することが可能となる。開口部が高温高圧容器中に存
在するので、容器自体の材質は金属を使用することがで
き高温高圧被加熱物を加熱することができる。上記手法
によりマイクロ波の浸透深さを考慮し、適当な周波数を
選択することにより開口部近傍のみを局所的に加熱する
ことが可能となる。なお、開口部が高温高圧容器１中に
存在するので、容器１自体の材質は金属を使用すること
ができ高温高圧被加熱物を加熱することができる（これ
はすべての実施例に該当する。）。
容器１の天板に摺動可能に装着した導波管または同軸線
路５の挿入端に第１の窓２を設け、導波管または同軸線
路５の途中に第２の窓３を設け、容器１内と窓２と窓３
内を等圧にし、マイクロ波発信器（図示省略）により発
振したマイクロ波を導波管または同軸線路５を介して高
温高圧容器１内の被加熱物の照射するように構成してあ
る。したがって、図２(a)に示すように、中空の導波管
または同軸線路５が高温高圧容器１中に導入され、その
開口部が高温高圧容器１中の被加熱物（液体またはスラ
リー）に直接接触し、被加熱物の任意の位置を効率的に
マイクロ波により加熱するので、例えば液−液界面の反
応において界面のみを選択的に加熱することができ、ま
た、図２(b)に示すように、触媒反応において触媒部の
みを選択的に加熱することができる。本実施例は開口部
が被加熱物と接触する場合に該当し（実施例３、４も該
当する。）、マイクロ波の浸透深さを考慮し、適当な周
波数を選択することにより開口部近傍のみを局所的に加
熱することが可能となる。開口部が高温高圧容器中に存
在するので、容器自体の材質は金属を使用することがで
き高温高圧被加熱物を加熱することができる。上記手法
によりマイクロ波の浸透深さを考慮し、適当な周波数を
選択することにより開口部近傍のみを局所的に加熱する
ことが可能となる。なお、開口部が高温高圧容器１中に
存在するので、容器１自体の材質は金属を使用すること
ができ高温高圧被加熱物を加熱することができる（これ
はすべての実施例に該当する。）。
【００２３】実施例３ 図３は、本発明の第３実施例を示し、高温高圧容器１の
天板に、挿入量を変えた複数本の導波管または同軸線路
５を設け、それらの導波管または同軸線路５の挿入端に
第１の窓２を設け、導波管または同軸線路５、５の途中
に第２の窓３を設け、容器１内と窓２、窓３内を等圧に
し、マイクロ波発信器（図示省略）により発振したマイ
クロ波を導波管または同軸線路５を介して高温高圧容器
１内の被加熱物の照射するように構成してある。したが
って、加熱したい部分が２箇所以上有る場合は、上記導
波管管または同軸線路５を複数本高温高圧容器１中の被
加熱物に導入することにより、大容量の被加熱物に対し
ても均一に又広い範囲を加熱することができる。
天板に、挿入量を変えた複数本の導波管または同軸線路
５を設け、それらの導波管または同軸線路５の挿入端に
第１の窓２を設け、導波管または同軸線路５、５の途中
に第２の窓３を設け、容器１内と窓２、窓３内を等圧に
し、マイクロ波発信器（図示省略）により発振したマイ
クロ波を導波管または同軸線路５を介して高温高圧容器
１内の被加熱物の照射するように構成してある。したが
って、加熱したい部分が２箇所以上有る場合は、上記導
波管管または同軸線路５を複数本高温高圧容器１中の被
加熱物に導入することにより、大容量の被加熱物に対し
ても均一に又広い範囲を加熱することができる。
【００２４】実施例４ 図４は、本発明の第４実施例を示し、高温高圧容器に相
当する管路１’中に侵入するように複数の導波管または
同軸線路５を流れに沿って配置し、管路１’内と導波管
内を等圧にし、マイクロ波発信器４により発振したマイ
クロ波を導波管または同軸線路５を介して管路１’内の
被加熱物に照射するように構成してある。したがって、
管路中を流通する液体を連続的に加熱することができ、
さらに、付加的に冷却装置７や溶液導入などの工程を取
り入れることができ、流路中に温度計Ｔを配置して温度
をモニターしマイクロ波出力を制御することにより被加
熱物の温度を設定値に保持することができる。
当する管路１’中に侵入するように複数の導波管または
同軸線路５を流れに沿って配置し、管路１’内と導波管
内を等圧にし、マイクロ波発信器４により発振したマイ
クロ波を導波管または同軸線路５を介して管路１’内の
被加熱物に照射するように構成してある。したがって、
管路中を流通する液体を連続的に加熱することができ、
さらに、付加的に冷却装置７や溶液導入などの工程を取
り入れることができ、流路中に温度計Ｔを配置して温度
をモニターしマイクロ波出力を制御することにより被加
熱物の温度を設定値に保持することができる。
【００２５】実施例５ 図５は、本発明の第５実施例を示し、外周に外部ヒータ
６を取付けた高温高圧容器１に装着した導波管または同
軸線路５の挿入端に第１の窓２を設けた、導波管または
同軸線路５の途中に第２の窓３を設け、容器１内と窓
２、窓３を等圧にし、マイクロ波発信器４により発振し
たマイクロ波を導波管または同軸線路５を介して高温高
圧容器１内の被加熱物に照射するように構成してある。
したがって、反応プロセス、収率、および、反応時間の
改善ができる。なお、この実施例では、第１実施例の装
置に外部ヒータを適用した例を説明したが、第２〜４実
施例の装置に適用することも可能である。
６を取付けた高温高圧容器１に装着した導波管または同
軸線路５の挿入端に第１の窓２を設けた、導波管または
同軸線路５の途中に第２の窓３を設け、容器１内と窓
２、窓３を等圧にし、マイクロ波発信器４により発振し
たマイクロ波を導波管または同軸線路５を介して高温高
圧容器１内の被加熱物に照射するように構成してある。
したがって、反応プロセス、収率、および、反応時間の
改善ができる。なお、この実施例では、第１実施例の装
置に外部ヒータを適用した例を説明したが、第２〜４実
施例の装置に適用することも可能である。
【００２６】
【発明の効果】本発明により、高温高圧容器における窓
の制限を緩和した高温高圧容器への化学反応促進用マイ
クロ波供給装置を提供することができる。また、局所的
に高温高圧状態を形成させることができ、そのような局
所反応場形成により反応を促進させることができる高温
高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置を提供
することができる。
の制限を緩和した高温高圧容器への化学反応促進用マイ
クロ波供給装置を提供することができる。また、局所的
に高温高圧状態を形成させることができ、そのような局
所反応場形成により反応を促進させることができる高温
高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置を提供
することができる。
【図１】本発明の高温高圧容器１への化学反応促進用マ
イクロ波供給装置第１実施例の概念図である。
イクロ波供給装置第１実施例の概念図である。
【図２】本発明の高温高圧容器１への化学反応促進用マ
イクロ波供給装置第２実施例の概念図である。
イクロ波供給装置第２実施例の概念図である。
【図３】本発明の高温高圧容器１への化学反応促進用マ
イクロ波供給装置第３実施例の概念図である。
イクロ波供給装置第３実施例の概念図である。
【図４】本発明の高温高圧容器１への化学反応促進用マ
イクロ波供給装置第４実施例の概念図である。
イクロ波供給装置第４実施例の概念図である。
【図５】本発明の高温高圧容器１への化学反応促進用マ
イクロ波供給装置第５実施例の概念図である。
イクロ波供給装置第５実施例の概念図である。
【符号の説明】 １ 高温高圧容器（反応容器） ２ 第１の窓 ３ 第２の窓 ４ マイクロ波発振器 ５ 導波管または同軸線路 ６ 外部ヒータ ７ 冷却装置 Ｇ 圧力計 Ｐ 加圧ポンプ Ｔ 温度計 Ｖ 圧力調整バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 眞昊 香川県高松市林町2217−43 財団法人香川 県産業技術振興財団附属研究所 高温高圧 流体技術研究所内 (72)発明者 堀川 栄 香川県仲多度郡多度津町若葉町12−56 四 国計測工業株式会社内 (72)発明者 曽我 博文 香川県仲多度郡多度津町若葉町12−56 四 国計測工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K090 AA01 AB20 BB13 BB19 CA01 CA13 EB40 PA01
Claims (11)
- 【請求項１】 第１の窓は開口部に、第２の窓は容器の
外側にそれぞれ設置した２つの仕切窓により密閉し、第
１の窓と第２の窓の間の内圧を制御できるようにした中
空の導波管または同軸線路を特徴とする高温高圧容器へ
の化学反応促進用マイクロ波供給装置。 - 【請求項２】 高温高圧条件での反応時に第１の窓と第
２の窓の間の内圧を容器の内圧と等しくなるように制御
した請求項１の高温高圧容器への化学反応促進用マイク
ロ波供給装置。 - 【請求項３】 上記の中空の導波管または同軸線路が、
容器中に導入しその開口部が容器中の被加熱物に直接接
触し、被加熱物の任意の位置を効率的にマイクロ波によ
り加熱できるようにしている請求項１または２の高温高
圧容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置。 - 【請求項４】 上記の中空の導波管または同軸線路が、
複数本を容器中の被加熱物に導入し、大容量の被加熱物
を均一に、かつ、広い範囲に加熱できるようにしている
請求項１、２または３の高温高圧容器への化学反応促進
用マイクロ波供給装置。 - 【請求項５】 容器としての管路中に上記の導波管また
は同軸線路の複数本を流れに沿って配置し、流通する被
加熱物を連続的に加熱できるようにしたことを特徴とす
る請求項１、２または３の高温高圧容器への化学反応促
進用マイクロ波供給装置。 - 【請求項６】 加熱手段にマイクロ波加熱と外部加熱と
を併用したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれ
かの高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供給装
置。 - 【請求項７】 容器中の被加熱物がマイクロ波吸収体お
よび／またはマイクロ波吸収性触媒を存在させた高温高
圧反応系である請求項１ないし６のいずれかの高温高圧
容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置。 - 【請求項８】 容器中の被加熱物が亜・超臨界状態にあ
る高温高圧流体系である請求項１ないし６のいずれかの
高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置。 - 【請求項９】 容器中の被加熱物が電解反応系、光化学
反応系、超音波を用いた反応系および／または外部加熱
法を用いた反応系である請求項１ないし７のいずれかの
高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置。 - 【請求項１０】 温度センサーおよび圧力センサーを容
器内に取付け、それらセンサーの検出値にもとづきマイ
クロ波出力を制御して容器内の圧力および温度を設定値
に保持できるようにしたことを特徴とする請求項１ない
し９のいずれかの高温高圧容器への化学反応促進用マイ
クロ波供給装置。 - 【請求項１１】 容器に観測用窓を取付け、目視、ファ
イバースコープによる観測およびリアルタイムでの分光
計測を可能にしたことを特徴とする請求項１ないし１０
のいずれかの高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ
波供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000311197A JP4636663B2 (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000311197A JP4636663B2 (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 高温高圧容器への化学反応促進用マイクロ波供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002113349A true JP2002113349A (ja) | 2002-04-16 |
| JP4636663B2 JP4636663B2 (ja) | 2011-02-23 |
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005246325A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高圧流体発生制御方法及びその装置 |
| JP2007326013A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Shikoku Instrumentation Co Ltd | マイクロ波化学反応容器および装置 |
| WO2010013696A1 (ja) | 2008-07-28 | 2010-02-04 | 国立大学法人京都大学 | マイクロ波照射装置、連結型マイクロ波照射装置、及び植物材料から糖成分を製造する方法 |
| RU2479954C1 (ru) * | 2011-09-13 | 2013-04-20 | ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии | Установка для свч-обработки сыпучих продуктов или материалов |
| CN111774019A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-10-16 | 西安交通大学 | 一种高温高压可视化水热装置 |
Citations (5)
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| JPH02147847A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-06-06 | Philips Gloeilampenfab:Nv | マイクロ波伝送装置 |
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| JP2000515064A (ja) * | 1996-07-23 | 2000-11-14 | ソシエテ、プロラボ | 大量の製品について化学反応を実行するためにマイクロ波を用いる装置 |
| JP2002535120A (ja) * | 1999-01-21 | 2002-10-22 | シーイーエム・コーポレーション | マイクロ波アシスト化学処理におけるシステム検出器用のキャビティ内のコネクタ |
-
2000
- 2000-10-11 JP JP2000311197A patent/JP4636663B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR20110073432A (ko) | 2008-07-28 | 2011-06-29 | 교또 다이가꾸 | 마이크로파 조사 장치, 연결형 마이크로파 조사 장치, 및 식물 재료로부터 당 성분을 제조하는 방법 |
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| CN111774019A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-10-16 | 西安交通大学 | 一种高温高压可视化水热装置 |
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