JP2005050644A - Microwave heating device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、シート状被加熱物を均一に、効率よく加熱することができるマイクロ波加熱装置に関する。 The present invention relates to a microwave heating apparatus that can uniformly and efficiently heat a sheet-like object to be heated.
マイクロ波は被加熱物を直接昇温させて加熱できるので、急速で効率の高い加熱が可能である。しかしながら、一般に均一に被加熱物を加熱することは難しい。例えば、セラミックグリーンシートをマイクロ波加熱乾燥装置で乾燥させる技術が特許文献1に記載されている。これは、乾燥前のセラミックグリーンシートを、マイクロ波加熱乾燥装置内をベルトに乗せて移送する間に、マイクロ波を照射して乾燥させるものである。しかしながら、一般に、加熱物が薄いシート状の場合には、そのシートの厚さが薄いことから、シートに吸収されるマイクロ波電力が少なくなってくるので、効率よく加熱することはさらに難しくなる。特許文献1に記載されたマイクロ波加熱乾燥装置も同様で、十分に均一で効率的な加熱は期待することができない。このため、マイクロ波による高効率で均一な加熱を望む声が強い。
この発明は上記のような従来技術における不都合を解決し、幅が広く、肉薄で、しかも、マイクロ波損失の大きい被加熱物に対しても、均一で効率的な加熱を行うことができる改善されたマイクロ波加熱装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the disadvantages in the prior art as described above, and is improved in that uniform and efficient heating can be performed even on an object to be heated that is wide, thin, and has a large microwave loss. Another object is to provide a microwave heating apparatus.
共振空胴1内に、一の方向に一定電界を発生する共振モードのマイクロ波を励起し、この共振空胴1の側壁6の一部にマイクロ波が漏洩する漏洩孔7を設けることによって、空胴1内から、均一な電界の漏洩を発生させ、この漏洩電力を被加熱物Wに吸収させるように装置を構成する。この方法により、比較的損失の大きい被加熱物Wに対しても、均一で高効率のマイクロ波加熱を行うことが出来る。
By exciting a resonance mode microwave that generates a constant electric field in one direction in the
本発明においては、被加熱物Wを空胴1内に直接挿入せず、空胴1の外部において、漏洩孔7から漏れるマイクロ波を被加熱物Wに照射する。漏洩孔7を有する側壁6は、空胴1内に励起されるマイクロ波の共振モード、例えばTM110に殆ど影響を与えない。このため、被加熱物Wの幅方向に対し均一な高効率加熱が可能である。また被加熱物Wを移動させることによって、移動方向についてもマイクロ波電力が平均化されるので、被加熱物W全体にわたって均一に加熱できる。共振空胴1内に被加熱物Wを直接挿入しないので、被加熱物Wによるマイクロ波の損失が大きい場合でも、安定的に、均一で高効率の加熱が実現できる。
In the present invention, the object to be heated W is irradiated with microwaves leaking from the
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1において、加熱装置は、直方体形状を持つ金属製の共振空胴1と、共振空胴1にマイクロ波を結合する導波管2と、共振空胴1の下部に配置されるマイクロ波遮蔽部材3と、この遮蔽部材3を通過するようにシート状被加熱物Wを移動させる移送手段4とを具備する。図示しないが、導波管2の上流には、マイクロ波の整合を取るための同調器、空胴から反射したマイクロ波がさらに上流へ戻ることを防ぐサーキュレータ、マイクロ波電力を発生するためのマイクロ波発振器等が接続されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the heating device includes a metal
共振空胴1の第1の側壁(図において上側壁)5の中央に導波管2が結合されて空胴内に例えばTM110モードの電磁界を発生する。共振空胴1の側壁5に平行な共振空胴1の中心軸xを長軸と定義すると、このモードの電界は長軸x方向に向かい長軸x方向に対して一定で、この長軸xに対し直角な方向yで正弦半波状に変化している。この側壁5に平行に対向する第2の側壁(図において下側壁)6には、長軸xにほぼ平行に複数のスロット状の漏洩孔7が設けられ、この漏洩孔7から適当な強さのマイクロ波がシート状被加熱物Wに向けて漏洩する。側壁6の下部には、これを覆って内側に加熱空間8を形成する箱形の遮蔽部材3が設けられている。遮蔽部材3の、長軸xに対し平行で互いに対向する側壁9,10の対向位置には、共振空胴1の長軸に沿うスロット状の搬入口11と搬出口12が設けられている。
A
共振空胴1内に励起されたマイクロ波は、側壁6に設けた漏洩孔7から加熱空間8内へ長軸x方向に一定の電界を漏洩してシート状被加熱物Wを加熱する。側壁6と被加熱物Wとの間隔は、漏洩孔7によるマイクロ波電力の強弱によって、加熱が不均一にならないよう、適切な距離に設定される。なお、ここで被加熱物を共振空胴1内に通過させない理由は、空胴内に損失の大きい物体を挿入すると、TM110モードの電界が相当大きく乱されてしまうからである。空胴外で漏洩電界の照射を受ける場合は、TM110モードの電界を殆ど乱さない。
The microwave excited in the
側壁6は、薄い金属板で、空胴1に発生する電界による壁面電流は空胴1の長軸x方向に流れるので、スロット状の漏洩孔7を切ったことによって、この壁面電流を殆ど乱さない。したがって、TM110モードの電磁界は殆ど影響を受けない。側壁6の厚さを適切な値にすることにより、空胴1内に励起されるマイクロ波電力の一部が加熱空間8内へ漏洩し、これが被加熱物Wを加熱する。漏洩孔7の幅と側壁6の厚さを適切に設定することにより、漏洩量を調節する。
The
図6に示す他の実施形態においては、側壁6に比較的小さな丸孔からなる多数の漏洩孔7をほぼ均等に配列した。壁面電流は少し乱れるが、空胴1の共振モードに大きな影響は与えない。マイクロ波はこの漏洩孔7から漏洩し、被加熱物Wを加熱する。漏洩孔7の配置や径、側壁6の厚さを適切に設定することにより、漏洩量を調節する。
In another embodiment shown in FIG. 6, a large number of
被加熱物Wを加熱する電力は、漏洩孔7によるだけでなく、導波管2から印加するマイクロ波電力によっても調節できる。被加熱物Wを移動させる早さは時間当たりの加熱処理量を決める重要なパラメータであるので、この値に応じてマイクロ波電力の値や漏洩孔7の寸法等を定めることになる。
The power for heating the article to be heated W can be adjusted not only by the
以上、直方体状の空胴1について説明したが、長軸xと直角方向に空胴1を切ったときの形は必ずしも長方形である必要はなく、円形、楕円形であってもかまわない。また、図示の実施形態において空胴1の側壁6は平面状であるが、空胴1の断面形状に合わせた適切な形に変形できる。
Although the rectangular
空胴1内の電界は、被加熱物Wの移動方向に対しては正弦半波状に変化しているが、被加熱物Wを移動させることによって、被加熱物Wの特定の位置からみたマイクロ波電界は平均化されるので、被加熱物Wの移動方向zに対しても均一な加熱が行われる。
The electric field in the
図示しないが、被加熱物Wの温度を監視し、その信号をフィードバックしてマイクロ波電力を制御装置で制御すると、被加熱物Wは過熱することなく、安定に加熱できる。 Although not shown, when the temperature of the object to be heated W is monitored, the signal is fed back and the microwave power is controlled by the control device, the object to be heated W can be stably heated without overheating.
この発明は、例えば水等を含浸するシート状の被加熱物であって、マイクロ波損失が大きく、共振空胴に直接入れると空胴内の電界を大きく乱してしまうような物を加熱して乾燥させるための装置として利用することができる。 The present invention heats, for example, a sheet-like object to be heated that is impregnated with water or the like, which has a large microwave loss and greatly disturbs the electric field in the cavity when directly inserted into the resonant cavity. And can be used as an apparatus for drying.
1 マイクロ波共振空胴
2 マイクロ波導波管
3 マイクロ波遮蔽部材
4 移送手段
5 共振空胴の第1の側壁
6 共振空胴の第2の側壁
7 マイクロ波漏洩孔
8 加熱空間
9 遮蔽部材の側壁
10 遮蔽部材の対向側壁
11 搬入口
12 搬出口
W シート状被加熱物
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記共振空胴の一の側壁に対向する対向側壁が電磁波漏洩孔を備え、
前記シート状被加熱物を前記共振空胴外で、前記電磁波漏洩孔に対向させて、前記一定方向と直角方向に移動させる移送手段をさらに具備することを特徴とするマイクロ波加熱装置。 A sheet-like covering with a microwave resonant cavity through which microwaves are introduced into the cavity from a waveguide coupled to one side wall of the cavity so as to produce a constant electric field in a certain direction within the cavity. In the microwave heating device for heated objects,
The opposite side wall facing one side wall of the resonant cavity includes an electromagnetic wave leakage hole,
A microwave heating apparatus, further comprising: a transfer unit configured to move the sheet-like object to be heated in a direction perpendicular to the fixed direction so as to face the electromagnetic wave leakage hole outside the resonance cavity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003281006A JP2005050644A (en) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | Microwave heating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003281006A JP2005050644A (en) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | Microwave heating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005050644A true JP2005050644A (en) | 2005-02-24 |
Family
ID=34266650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003281006A Pending JP2005050644A (en) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | Microwave heating device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005050644A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009075332A1 (en) * | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Saida Fds Inc. | Microwave applicator |
JP2019087410A (en) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Microwave heating device and chemical reaction method |
-
2003
- 2003-07-28 JP JP2003281006A patent/JP2005050644A/en active Pending
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CN101897235A (en) * | 2007-12-12 | 2010-11-24 | 株式会社斎田Fds | Microwave applicator |
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