JP2005326050A - Dried object drying method and device utilizing dielectric heating - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は誘電加熱を利用した乾燥対象物の乾燥方法および乾燥装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、マグネトロンから発振したマイクロ波を照射して誘電加熱現象を利用して乾燥処理を行う場合において、それぞれ種類の異なる素材からなる乾燥対象物を焦がしたり溶かしたりせず、また例えば衣類に着いているボタンや金具等の発熱により破損させず、さらには発火現象を生じさせることなく、乾燥対象物を効率よく的確に乾燥処理を行うためのマグネトロンの制御手法の改良に関する。 The present invention relates to a drying method and a drying apparatus for an object to be dried using dielectric heating. More specifically, the present invention does not scorch or melt dry objects made of different types of materials in the case of performing a drying process using a dielectric heating phenomenon by irradiating microwaves oscillated from a magnetron. Also, for example, to improve the magnetron control technique for efficiently and accurately drying an object to be dried without causing damage due to heat generation of buttons or metal fittings on clothing, and without causing an ignition phenomenon. .
例えば衣類を熱で乾燥させるために用いられる従来の手法としては石油、ガスまたは電気ヒータを熱源とする温風乾燥方式が主流であり、この方式を取り入れた乾燥装置が広く普及している。しかし、この乾燥方式は乾燥対象物を外側から加熱し、その表層から徐々に乾燥させるというものであるため内部の湿度が除去しにくいという面があり、乾燥処理に長時間を要し、ランニングコストが高く、しかもおのずから乾燥処理時間の短縮に限界があるという特徴も併せ有するものである。 For example, as a conventional method used for drying clothes with heat, a hot air drying method using oil, gas, or an electric heater as a heat source is the mainstream, and drying apparatuses incorporating this method are widely used. However, this drying method involves heating the object to be dried from the outside and gradually drying it from the surface layer, so it is difficult to remove the internal humidity. In addition, it has a feature that there is a limit to shortening the drying process time.
このように温風乾燥方式が利用されている一方で、マイクロ波を利用し、乾燥対象物の内部の水分を直にかつ均一に加熱して発熱させるという乾燥方式も利用されるようになっている。この乾燥方式は、乾燥対象物をその内側から加熱できるため、乾燥処理時間を短縮し、ランニングコストを低廉にし、尚かつ効率よく乾燥させることができるという特徴を有している(例えば、特許文献1参照)。 While the hot air drying method is used in this way, a drying method that uses microwaves to heat the moisture inside the object to be dried directly and uniformly to generate heat is also used. Yes. Since this drying method can heat an object to be dried from the inside, it has characteristics that the drying processing time can be shortened, the running cost can be reduced, and the drying can be efficiently performed (for example, patent document). 1).
マイクロ波を利用した乾燥方式としては、従来、乾燥対象物を短時間で乾燥させるために、マイクロ波電力の最大出力値近辺でマグネトロンを駆動して乾燥処理を行うことが一般的であった。あるいは、さらに効率的な乾燥処理を行うことを目的として、マイクロ波の出力を大出力から小出力へ、あるいは逆に小出力から大出力へと変化させるという乾燥方式も行われていた(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, as a drying method using a microwave, in order to dry an object to be dried in a short time, a drying process is generally performed by driving a magnetron near the maximum output value of microwave power. Alternatively, for the purpose of performing a more efficient drying process, a drying method in which the microwave output is changed from a large output to a small output, or conversely from a small output to a large output has been performed (for example, Patent Document 2).
また、このようにマイクロ波を利用して対象物を乾燥させるという技術は生ゴミにも適用されており、例えば、処理容器内に生ゴミを入れ、撹拌するとともに、回転カッタで細断しながらマイクロ波を照射して加熱乾燥させる生ゴミ処理機などが提案されている(特許文献3参照)。 In addition, the technique of drying an object using microwaves as described above is also applied to garbage, for example, putting garbage in a processing container, stirring, and chopping with a rotating cutter A garbage disposal machine that irradiates microwaves and heats them to dry is proposed (see Patent Document 3).
しかしながら、上述のようにマイクロ波電力の最大出力値近辺でマグネトロンを駆動して乾燥処理を行うことには以下のような課題があった。すなわち、乾燥動作の初期の段階では乾燥対象物中に水分が多く存在しており、この段階においては水分がマイクロ波電力を吸収して出力を消費するので問題とならないが、乾燥処理の度合いが進んで乾燥対象物中の水分が極度に少ない段階(例えば、乾燥対象物の水分が当該乾燥対象物の質量の10%以下程度になった段階)に至ると、乾燥対象物の電界強度が上昇してしまい対象物の一部が焼けたり焦げたりというような破損が生じることが問題となっていた。 However, driving the magnetron near the maximum output value of the microwave power as described above to perform the drying process has the following problems. That is, in the initial stage of the drying operation, a large amount of moisture is present in the object to be dried. At this stage, moisture absorbs the microwave power and consumes the output, but there is no problem. When it reaches a stage where the moisture in the dried object is extremely low (for example, when the moisture of the dried object is about 10% or less of the mass of the dried object), the electric field strength of the dried object increases. As a result, a problem that a part of the object is burnt or burnt has been a problem.
また、このようにマイクロ波を利用して乾燥処理を行うものの中には、従来の電子レンジのマグネトロン制御技術をそのまま採り入れるかあるいはこれに依拠しているものもある。このような場合、大出力でマグネトロン駆動電源を作動させて高エネルギーのマイクロ波を発振していることから、上述の場合と同様、乾燥対象物の一部に破損が生じることがあった。 In addition, some of these microwave drying processes adopt or rely on the conventional microwave magnetron control technology. In such a case, since the magnetron driving power source is operated with a high output to oscillate a high energy microwave, a part of the dry object may be damaged as in the case described above.
さらに、乾燥対象物が例えば衣類である場合には、複数の衣類の素材が共通しあるいは同一であるようなことは希であることに加えて、ボタンやジッパーといった色々な素材が含まれていることも多い。このような場合、発熱や火花等により個々の素材の耐熱温度を超えてしまうと、これらボタン等に変形ないしは破損をきたすことが避けられなかった。したがって、金属類やプラスチック類等が含まれる場合には通常の乾燥処理が不可となり、加温機能など限定された機能しか利用できなくなることがあった。 Furthermore, when the object to be dried is clothing, for example, it is rare that the materials of a plurality of clothing are the same or the same, and various materials such as buttons and zippers are included. There are many things. In such a case, when the heat resistant temperature of each material is exceeded due to heat generation or sparks, it is inevitable that these buttons will be deformed or damaged. Therefore, when metals, plastics, and the like are included, a normal drying process cannot be performed, and only limited functions such as a heating function may be used.
また、乾燥対象物がこのように焼けたり焦げたりするといった問題を解消するため、マグネトロンの出力を調整しつつ乾燥処理を行うという手法も試みられているが、例えば乾燥対象物として衣類だけみても種々の繊維材料のものが混在しており、尚かつボタンやファスナなど異種材料からなる部分も存在することから実際問題として難しいという面がある。つまり、高出力でマグネトロン駆動電源を作動させると乾燥対象物自体が焦げたり溶けたりといった部分的破損を起こし、尚かつ、乾燥対象物に取り付けられたボタンや金属類に火花が生ずる等の不具合が生じる。また、このような課題の解決方法として、マグネトロン電源のオン、オフによる断続的な駆動によってマイクロ波電力の平均値を弱くするとうオンオフ制御による対応手法も提案されたが、乾燥対象物が破損するという課題を完全に解消するまでには至っていない。 In addition, in order to solve the problem that the object to be dried is burnt or burnt in this way, a method of performing a drying process while adjusting the output of the magnetron has been tried. Since various fiber materials are mixed and there are parts made of different materials such as buttons and fasteners, there is a problem that it is difficult as a practical problem. In other words, if the magnetron drive power supply is operated at a high output, the drying object itself may be partially damaged such as scorching or melting, and there may be problems such as sparks occurring on buttons and metals attached to the drying object. Arise. In addition, as a solution to such a problem, a countermeasure method based on on / off control that weakens the average value of the microwave power by intermittent driving by turning on / off the magnetron power supply has been proposed, but the dry object is damaged. It has not yet been completely solved.
また、マイクロ波を利用して生ゴミを乾燥させる場合においては、生ゴミのような水分の多い乾燥対象物は体積の減量率が大きいのでマイクロ波を用いたマグネトロン制御が難しい。このため、上述のようにマイクロ波を利用して生ゴミを乾燥させるという技術は提案されているものの、国内の機械製造メーカにより完成された生ゴミを乾燥させるための機械は無いに等しい。このように生ゴミ乾燥が難しいことの大きな理由としては、乾燥対象物の質量や含水量が減量すると、マイクロ波のマッチング不良が起こってマグネトロンを劣化させること、また、これとともに処理容器の内部にて火花が発生するなどにより乾燥容器も劣化すること、などがある。 Further, in the case of drying garbage using microwaves, it is difficult to control magnetron using microwaves because a dry object such as garbage has a large volume reduction rate. For this reason, although the technique of drying raw garbage using a microwave as mentioned above is proposed, there is no machine for drying raw garbage completed by a domestic machine manufacturer. The main reason for the difficulty in drying garbage is that if the mass or moisture content of the object to be dried is reduced, the matching of microwaves will occur and magnetron will be deteriorated. As a result, sparks may cause the drying container to deteriorate.
そこで、本発明は、マグネトロンから発振したマイクロ波を利用して衣類等さらには生ゴミ等の乾燥対象物を乾燥させるにあたり、それぞれ種類の異なる素材からなる乾燥対象物を焦がしたり溶かしたりせず、また例えば衣類に着いているボタンや金具等の発熱により破損させず、さらには発火現象を生じさせることなく乾燥対象物を効率よく的確に乾燥処理を行う、誘電加熱を利用した乾燥対象物の乾燥方法および乾燥装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention uses a microwave oscillated from a magnetron to dry a dry object such as clothes or even garbage, and does not scorch or melt a dry object made of different types of materials, In addition, drying of dry objects using dielectric heating is performed to efficiently and accurately dry an object to be dried without causing damage due to heat generated by buttons or metal fittings on clothing, and without causing an ignition phenomenon. It is an object to provide a method and a drying device.
かかる目的を達成するため、本発明者は種々の検討を行った。まず、従来、乾燥対象物が焦げたり溶けたりすること、衣類に着いているボタンや金具等の発熱により一部破損すること、発火現象が生じること等を防ぐことを目的とした出力制御自体は上述したように行われていたが、実際、有効な制御手段にまでは至っていない。すなわち、焦げ目や火花の発生は確実に防止しながらも、対象物は効率的に乾燥するという両課題を同時にかつ有効に解決した技術は皆無であったため、本発明者はかかる課題に挑み、種々の検討と実験を繰り返した結果、誘電体の内部に流れる純抵抗電流の角度を表す「誘電正接tanδ」に着目することにより、これらを有効に実現しうる技術を知見するに至ったものである。 In order to achieve this object, the present inventor has conducted various studies. First of all, the output control itself for the purpose of preventing the dried object from being burnt or melted, partly damaged by heat generated from buttons or metal fittings on clothing, ignition phenomenon etc. Although it has been carried out as described above, it has not yet reached an effective control means. In other words, since there has been no technology that solves both the problem of efficiently drying the object at the same time while reliably preventing the occurrence of burns and sparks, the present inventor has challenged such a problem, As a result of repeated examinations and experiments, we have come to know the technology that can effectively realize these by focusing on the “dielectric loss tangent tanδ” that represents the angle of the pure resistance current flowing inside the dielectric. .
本発明はかかる知見に基づきなされたもので、請求項1記載の発明は、マグネトロンから発振したマイクロ波を衣類等の乾燥対象物に照射して乾燥処理を行う誘電加熱を利用した乾燥対象物の乾燥方法において、乾燥対象物の誘電正接tanδの値に応じてマイクロ波の吸収電力の上限値を定め、当該電力上限値の範囲内で該電力値を制御しつつマイクロ波を照射して乾燥処理を行うことを特徴としている。
The present invention has been made on the basis of such knowledge, and the invention according to
ここで、「誘電正接tanδ」について説明する。誘電体に高周波電圧を印加すると、この高周波の電圧に対して位相が90度進んだ高周波電流が流れる。このとき、誘電体が理想的なものであればこの位相角はちょうど90度ということになるが、実際には、印加電圧の周波数が高くなるにつれて位相が角度δだけ遅れてくる。これを加味し、誘電体に加えた交流電圧と、これによって生じる高周波電流との間の遅れ角度θ(=π/2−δ)が「誘電位相角」である。また、このときの角度δが「誘電損角」である。この誘電損角δが大きい誘電体ほど誘電損が大きく、したがって誘電加熱の度合いが大きいということになる。この誘電損の程度を表すのに誘電損角δの正接であるtanδが用いられる。このtanδが「誘電正接」である。そして、誘電体に印加した電圧をV、電流をIとした場合、VIcosθ 、つまり高周波電圧値と高周波実効電流値を掛け算した値が高周波電力損失を示す値、つまり誘電損ということになる。このとき、誘電体自身が発熱現象を起こして高周波電力の一部が熱エネルギーに変換される(誘電加熱現象)。 Here, “dielectric loss tangent tan δ” will be described. When a high-frequency voltage is applied to the dielectric, a high-frequency current whose phase is advanced by 90 degrees with respect to the high-frequency voltage flows. At this time, if the dielectric is ideal, the phase angle is exactly 90 degrees. However, in practice, the phase is delayed by an angle δ as the frequency of the applied voltage increases. Taking this into account, the delay angle θ (= π / 2−δ) between the AC voltage applied to the dielectric and the high-frequency current generated thereby is the “dielectric phase angle”. The angle δ at this time is a “dielectric loss angle”. A dielectric having a larger dielectric loss angle δ has a higher dielectric loss, and therefore a greater degree of dielectric heating. To represent the degree of dielectric loss, tan δ which is a tangent of dielectric loss angle δ is used. This tan δ is the “dielectric loss tangent”. When the voltage applied to the dielectric is V and the current is I, VIcosθ, that is, a value obtained by multiplying the high-frequency voltage value by the high-frequency effective current value is a value indicating high-frequency power loss, that is, dielectric loss. At this time, the dielectric itself generates a heat generation phenomenon, and a part of the high frequency power is converted into heat energy (dielectric heating phenomenon).
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の誘電加熱を利用した乾燥対象物の乾燥方法において、マイクロ波の吸収電力をP[W]、マイクロ波周波数をf[Hz]、乾燥対象物の比誘電率をεs、乾燥対象物の体積をQ[m3]、電界強度をE[V/m]とした場合に、数式
P=2πf・ε0・εs・Q・E2・tanδ
よりマイクロ波の吸収電力を算出して上限値を定めることを特徴としている。
The invention according to
Further, the upper limit value is determined by calculating the absorbed power of the microwave.
まず、乾燥対象物の単位体積あたりのマイクロ波吸収電力p[W/m3]は、数式1によって求めることができる。
[数1]
p=ω・ε・E2・tanδ
=2πf・ε0・εs・E2・tanδ
ただし、
ω:角周波数
ε:誘電率
ε0:真空の誘電率
E:電界強度
f:マイクロ波周波数[Hz]
また、変化しない要素(定数)であるπとε0に当該数値を代入して数式1を簡素化すると、以下のようにになる。
p=0.556・εs・tanδ・f・E2・10-10 [W/m3]
First, the microwave absorption power p [W / m 3 ] per unit volume of the object to be dried can be obtained by
[Equation 1]
p = ω ・ ε ・ E 2・ tanδ
= 2πf · ε 0 · ε s · E 2 · tan δ
However,
ω: angular frequency ε: dielectric constant ε 0 : vacuum dielectric constant E: electric field strength f: microwave frequency [Hz]
Moreover, when the numerical values are simplified by substituting the numerical values into π and ε 0 that are elements (constants) that do not change, the following is obtained.
p = 0.556 ・ ε s・ tanδ ・ f ・ E 2・ 10 -10 [W / m 3 ]
ここで数式1の内容について補足的に説明しておくと以下のようになる。すなわち、発熱に係る電力Pを求める場合、以下の式によって求めることができる。
P=E2/R
=E2・tanδ・2πfC
=E2・tanδ・2πf・S/d [W]
ただし、
R:誘電体のリアクタンス(Xc=1/2πfC)
S:電極の面積[m2]
d:電極の距離[m]
また、コンデンサの容量を求める式は
C=ε0・εs・S/d
である。ここで、Sを誘電体の底面積、dを誘電体の厚さ(立方体の稜の長さ)と置き換え、誘電体(乾燥対象物)の単位体積あたりのマイクロ波吸収電力pを考えると、
p=P/(S・d)
=(E2・tanδ・2πf・ε0・εs)/d2
=(E/d)2・tanδ・2πf・ε0・εs
=(E/d)2・tanδ・f・εs×5.56×10-11 [W/m3]
となり、d=1なので
p=E2・tanδ・f・εs×5.56×10-11 [W/m3]
=0.556・εs・tanδ・f・E2・10-10 [W/m3]
となり、上述した式と同等であることがわかる。
Here, the contents of
P = E 2 / R
= E 2 · tanδ · 2πfC
= E 2 · tanδ · 2πf · S / d [W]
However,
R: Reactance of dielectric (X c = 1 / 2πfC)
S: Area of electrode [m 2 ]
d: Electrode distance [m]
The equation for obtaining the capacitance of the capacitor is C = ε 0 · ε s · S / d
It is. Here, S is replaced with the bottom area of the dielectric, d is replaced with the thickness of the dielectric (the length of the ridge of the cube), and the microwave absorbed power p per unit volume of the dielectric (the object to be dried) is considered.
p = P / (S · d)
= (E 2 · tanδ · 2πf · ε 0 · ε s ) / d 2
= (E / d) 2 · tanδ · 2πf · ε 0 · ε s
= (E / d) 2 · tan δ · f · ε s × 5.56 × 10 -11 [W / m 3 ]
Since d = 1, p = E 2 · tan δ · f · ε s × 5.56 × 10 -11 [W / m 3 ]
= 0.556 ・ ε s・ tanδ ・ f ・ E 2・ 10 -10 [W / m 3 ]
Thus, it can be seen that the above equation is equivalent.
また、誘電体(乾燥対象物)の体積をQ[m3]とおくと、乾燥対象物全体におけるマイクロ波吸収電力Pを求める式は以下の数式2のようになる。
[数2]
P=2πf・ε0・εs・Q・E2・tanδ
ただし、
P:マイクロ波吸収電力[W]
Further, when the volume of the dielectric (the object to be dried) is Q [m 3 ], the equation for obtaining the microwave absorbed power P in the entire object to be dried is as shown in
[Equation 2]
P = 2πf · ε 0 · ε s · Q · E 2 · tan δ
However,
P: Microwave absorption power [W]
請求項3記載の発明は、請求項2記載の誘電加熱を利用した乾燥対象物の乾燥方法において、マグネトロンから発振されるマイクロ波の電力を、誘電正接tanδが0.1以上1.0未満の乾燥対象物に対しては電界強度を1500[V/m]以下の値、誘電正接tanδが0.01以上0.1未満の乾燥対象物に対しては電界強度を5000[V/m]以下の値、誘電正接tanδが0.001以上0.01未満の乾燥対象物に対しては電界強度を9000[V/m]以下の値に制御し、このように電力制御したマイクロ波を当該乾燥対象物に照射して乾燥処理を行うことを特徴としている。本発明においては、個々のマグネトロンのマイクロ波電力出力範囲を誘電正接tanδから定めた電界強度値の範囲に限定し、その限定範囲内で連続駆動させるというように、従来の電子レンジのマグネトロン制御方法とは異なる制御を行うこととしている。 According to a third aspect of the present invention, in the method for drying an object to be dried using the dielectric heating according to the second aspect, microwave power oscillated from the magnetron is applied to the object to be dried having a dielectric loss tangent tanδ of 0.1 or more and less than 1.0. On the other hand, the electric field strength is a value of 1500 [V / m] or less, and the electric field strength is a value of 5000 [V / m] or less and the dielectric loss tangent tan δ is 0.001 for a dry object having a dielectric loss tangent tan δ of 0.01 to less than 0.1. For a dry object of 0.01 or more and less than 0.01, the electric field strength is controlled to a value of 9000 [V / m] or less, and the drying object is subjected to a drying process by irradiating the dry object with the power-controlled microwave. It is a feature. In the present invention, the microwave power output range of each magnetron is limited to the range of the electric field strength value determined from the dielectric loss tangent tan δ, and is continuously driven within the limited range. Different control is to be performed.
ここでは、物質の比誘電率εsと、誘電正接δと、電波の浸透深さ(電力半減深度m)との関係(周波数f=2450MHz)を示した図28を用いて説明する(なお、図中の「浸透深さ(電力半減深度m)」はマイクロ波の電力減衰度を示すもので、ここでは説明しないある計算式で求めた値が1/2となる深度値を表している)。本発明では、乾燥対象物となりうる種々の素材(物質)に関し、上述した誘電損の程度により区分けすることとしている。具体的には、この誘電損の程度を示す誘電正接δに着目し、対数グラフにおいて、誘電正接tanδが0.1以上1未満の領域、0.01以上0.1未満の領域、そして0.001以上0.01未満の領域に区分けする(図28参照)。なお、比誘電率εsをもう一方の軸(縦軸)にとり、かかる対数グラフ内に種々の素材をその特性ごとに記入していくと、その多くの比誘電率εsは10以下である。比誘電率εsが10を超えている水、メチルアルコール、砂(水分17%)などは、それ自体が乾燥対象物となることは考えにくい。ただし、例えば生ゴミであれば比誘電率εsが大体50から70の間にあるなどこの値を超えるものが存在するが、このような物質を乾燥対象物から除外するという意味ではない。 Here, description will be made with reference to FIG. 28 showing the relationship (frequency f = 2450 MHz) of the relative dielectric constant ε s of the substance, the dielectric loss tangent δ, and the penetration depth of radio waves (power half depth m) (note that the frequency f = 2450 MHz). ("Penetration depth (power half depth m)" in the figure indicates the power attenuation of the microwave, and represents a depth value at which a value obtained by a certain calculation formula not described here is 1/2) . In the present invention, various materials (substances) that can be dried objects are classified according to the degree of dielectric loss described above. Specifically, paying attention to the dielectric loss tangent δ indicating the degree of the dielectric loss, the logarithmic graph is divided into a region where the dielectric loss tangent tan δ is 0.1 or more and less than 1, a region where 0.01 or more and less than 0.1, and a region where 0.001 or more and less than 0.01. (See FIG. 28). When the relative permittivity ε s is taken on the other axis (vertical axis) and various materials are entered for each characteristic in the logarithmic graph, the relative permittivity ε s is 10 or less. . It is unlikely that water, methyl alcohol, sand (moisture of 17%) having a relative dielectric constant ε s exceeding 10 itself becomes a dry object. However, for example, in the case of raw garbage, there are those that exceed this value, such as the relative dielectric constant ε s approximately between 50 and 70, but this does not mean that such a substance is excluded from the object to be dried.
次に、各区分における電界強度値の上限であるが、本発明では誘電正接tanδが0.1以上1未満の領域を「区分A」、0.01以上0.1未満の領域を「区分B」、0.001以上0.01未満の領域を「区分C」と定め、各区分ごとに適切な電界強度値を規定することにしている。具体的には、「区分A」で1500[V/m]、「区分B」で5000[V/m]、「区分C」で9000[V/m]という各値を設定し、これらの値を上限とする範囲内でマイクロ波を照射することにより、色々な物質が混在した場合でも乾燥対象物を破損することなく安全にかつ効率的に乾燥処理を行うことを可能としている。また、乾燥対象物の誘電正接δが上記の「区分A」、 「区分B」、 「区分C」にまたがっている場合の電界強度値の上限規定は以下のとおりとする。すなわち、区分Aと区分Bの両領域に色々な物質が混在している時は区分Aの電界強度値の上限値が優先し、区分Bと区分Cの両領域に色々な物質が混在している時は区分Bの電界強度値の上限値が優先するというように、低い方の上限値に合わせることにする。ここで、これら電界強度値の上限値について説明すると、以下のとおりである。 Next, regarding the upper limit of the electric field strength value in each section, in the present invention, a region where the dielectric loss tangent tan δ is 0.1 or more and less than 1 is “section A”, a region where 0.01 or more and less than 0.1 is “section B”, and 0.001 or more and less than 0.01 Is defined as “Category C”, and an appropriate electric field strength value is specified for each division. Specifically, each value of “Category A” is set to 1500 [V / m], “Category B” is set to 5000 [V / m], and “Category C” is set to 9000 [V / m]. By irradiating the microwaves within the range having the upper limit of the range, it is possible to perform the drying process safely and efficiently without damaging the object to be dried even when various substances are mixed. In addition, the upper limit of the electric field strength value when the dielectric loss tangent δ of the dry object extends over the above “Category A”, “Category B”, and “Category C” is as follows. That is, when various substances are mixed in both areas of Category A and Category B, the upper limit value of the electric field strength value of Category A has priority, and various substances are mixed in both areas of Category B and Category C. When it is, the upper limit value of the electric field strength value of section B is given priority, and the lower limit value is adjusted. Here, the upper limit values of the electric field strength values will be described as follows.
数式2によれば、電界強度値の1500[V/m]の空間内での質量1000gに対するマイクロ波吸収電力がおよそ306[W]となることがわかる。したがって、乾燥対象物が半分の500gであればマイクロ波吸収電力も半分(およそ158[W])ということになる。これに対し、大気圧下での気体の熱量がおよそ28[J/K・mol]であり、大気圧下での気体1mol(モル)当りの体積がおよそ22.4[L(リットル)]であることを踏まえつつ、装置内に流す気体流量として例えば11[リットル/秒]を想定してみる。気体11リットルを1秒間流すと約14[J]の熱量を奪うことができることなるので、シールド空間において乾燥対象物500gに供給される熱量(例えばこの例ではおよそ158[W])は、およそ11秒で奪い去ることが可能だという計算結果が得られる。ここでの風量11[リットル/秒]は乾燥装置における気体流量として十分かつ現実的な値であり、小型の機械でも実施可能なものである。
According to
また「区分B」については、電界強度値5000[V/m]の空間内での質量1000gに対するマイクロ波吸収電力がおよそ340[W]となるから、乾燥対象物500gに対してはおよそ170[W]ということになり、「区分A」と同等の気体流量で、乾燥装置としての機能を十分に果たしうる。 For “section B”, the microwave absorption power for a mass of 1000 g in a space with an electric field strength value of 5000 [V / m] is about 340 [W], and therefore for a dry object of 500 g, about 170 [ W], and the gas flow rate equivalent to “Category A” can sufficiently function as a drying device.
さらに「区分C」については、電界強度値9000[V/m]の空間内での質量1000gに対するマイクロ波吸収電力がおよそ110[W]となるから、乾燥対象物500gに対してはおよそ55[W]ということになり、「区分A」と同等の気体流量で、乾燥装置としての機能を十分に果たしうる。 Furthermore, for “Category C”, the microwave absorption power for a mass of 1000 g in a space having an electric field strength value of 9000 [V / m] is approximately 110 [W], and therefore, for a dry object of 500 g, approximately 55 [ W], and the gas flow rate equivalent to “Category A” can sufficiently function as a drying device.
また、請求項4記載の発明のように、乾燥対象物の水分が当該乾燥対象物の質量の10%以下になった状態で乾燥処理を続行する場合は乾燥室容器内の冷却用空気を強制循環させることが好ましい。
In addition, as in the invention described in
さらに請求項5記載の発明は、マグネトロンから発振したマイクロ波を衣類等の乾燥対象物に照射して乾燥処理を行う誘電加熱を利用した乾燥対象物の乾燥装置において、マグネトロンから発振したマイクロ波が乾燥対象物に吸収される割合を測定する電界強度センサと、乾燥対象物の特性ないし性質に応じて当該マイクロ波の電力を制御するマグネトロン制御装置とを有しており、該マグネトロン制御装置は、誘電正接tanδが0.1以上1.0未満の乾燥対象物に対しては電界強度を1500[V/m]以下の値、誘電正接tanδが0.01以上0.1未満の乾燥対象物に対しては電界強度を5000[V/m]以下の値、誘電正接tanδが0.001以上0.01未満の乾燥対象物に対しては電界強度を9000[V/m]以下の値に制御するというものである。
Furthermore, the invention described in
請求項1に記載の発明によれば、乾燥対象物の誘電正接tanδの値に応じてマグネトロンから発振されるマイクロ波の電力の上限値を定め、その限定範囲内で連続駆動させるというように、従来の電子レンジのマグネトロン制御方法とは異なる制御を行うことができる。これによれば、マイクロ波を利用して衣類等を乾燥させるにあたり、それぞれ種類の異なる素材からなる乾燥対象物を焦がしたり溶かしたりせず、また例えば衣類に着いているボタンや金具等の発熱により破損させず、さらには発火現象を生じさせることなく、衣類等の乾燥対象物を効率よく的確に乾燥処理することが可能となる。
According to the invention of
さらに、この乾燥方法によれば、種々の素材が属する区分に応じてマイクロ波による電界強度を制限して破損や発火が生じるのを防止することとしているため、衣類の乾燥のみならず、蒲団、食器、野菜、穀物、生花、水産物、生ゴミ、木紙類等々のあらゆる物質に対する乾燥(あるいは湿気の除去)の分野での汎用が可能であり、従来のヒータ熱源による乾燥方式にはない新たな方法として活用されることが期待できる。また、石油・ガス等のヒータ熱源方式と比べて環境に優しく、乾燥時間が短縮できることでの作業の効率性、電力の節電・省エネルギーとしての経済効果も大きい。 Furthermore, according to this drying method, the electric field strength due to microwaves is restricted according to the category to which various materials belong to prevent breakage and ignition, so that not only drying clothes, It can be used in the field of drying (or removing moisture) for all kinds of materials such as tableware, vegetables, grains, fresh flowers, marine products, garbage, wood paper, etc. It can be expected to be used as a method. In addition, it is environmentally friendly compared to the heater heat source system such as oil and gas, and the drying efficiency can be shortened, so that the work efficiency and power saving / energy saving are great.
請求項2に記載の発明によれば、マグネトロンのマイクロ波電力出力範囲を比誘電率εsと誘電正接tanδとから算出した電界強度値の範囲内に限定し、その限定範囲内で連続駆動させることとしているので、衣類等の乾燥対象物を効率よく的確に乾燥処理することができる。 According to the second aspect of the present invention, the microwave power output range of the magnetron is limited to the range of the electric field strength value calculated from the relative dielectric constant ε s and the dielectric loss tangent tan δ, and the magnetron is continuously driven within the limited range. Therefore, it is possible to efficiently and accurately dry an object to be dried such as clothing.
請求項3に記載の発明によれば、乾燥対象物の誘電正接tanδの値に応じてマグネトロンから発振されるマイクロ波の電力の上限値を定め、その限定範囲内で連続駆動させるというように、従来の電子レンジのマグネトロン制御方法とは異なる制御を行うことができる。これによれば、マイクロ波を利用して衣類等を乾燥させるにあたり、それぞれ種類の異なる素材からなる乾燥対象物を焦がしたり溶かしたりせず、また例えば衣類に着いているボタンや金具等の発熱により破損させず、さらには発火現象を生じさせることなく、衣類等の乾燥対象物を効率よく的確に乾燥処理することが可能となる。
According to the invention of
請求項4に記載の乾燥方法によれば、乾燥対象物の水分が極度に少なくなった状態でマイクロ波を照射し乾燥動作を行う場合に、冷却用空気を強制循環させることによって乾燥対象物が一定温度、例えば摂氏150度を超えないように制御することが可能となる。したがって、水分が極度に少なくなった時点あるいはそれに近い時点で乾燥対象物が急激に温度上昇して破損が生じるのを未然に防止することができる。 According to the drying method of the fourth aspect, when the drying operation is performed by irradiating the microwave in a state where the moisture of the drying object is extremely reduced, the drying object is forcedly circulated by cooling air. It is possible to control the temperature so as not to exceed a certain temperature, for example, 150 degrees Celsius. Therefore, it is possible to prevent the drying target from suddenly rising in temperature at the time when the water content is extremely low or close thereto and causing damage.
また、請求項5に記載の乾燥装置によれば、マグネトロンのマイクロ波電力出力範囲を比誘電率εsと誘電正接tanδとから定めた電界強度値の範囲に限定し、その限定範囲内で連続駆動させるという制御を行うことにより、マイクロ波を利用して衣類等を乾燥させるにあたり、それぞれ種類の異なる素材からなる乾燥対象物を焦がしたり溶かしたりせず、また例えば衣類に着いているボタンや金具等の発熱により破損させず、さらには発火現象を生じさせることなく、衣類等の乾燥対象物を効率よく的確に乾燥処理を行うことが可能となる。 Further, according to the drying apparatus of the fifth aspect, the microwave power output range of the magnetron is limited to the range of the electric field strength value determined from the relative dielectric constant ε s and the dielectric loss tangent tan δ, and continuous within the limited range. When drying clothes using microwaves, it does not burn or melt dry objects made of different types of materials. For example, buttons and fittings on clothes Thus, it is possible to efficiently and accurately dry an object to be dried such as clothing without causing damage due to heat generation or the like and without causing an ignition phenomenon.
さらに、この乾燥装置によれば、種々の素材が属する区分に応じてマイクロ波による電界強度を制限して破損や発火が生じるのを防止することとしているため、衣類の乾燥のみならず、蒲団、食器、野菜、穀物、生花、水産物、生ゴミ、木紙類等々のあらゆる物質に対する乾燥(あるいは湿気の除去)の分野での汎用が可能であり、従来にはない新たな装置として活用されることが期待できる。また、石油・ガス等のヒータ熱源方式と比べて環境に優しく、乾燥時間が短縮できることでの作業の効率性、電力の節電・省エネルギーとしての経済効果も大きい。 Furthermore, according to this drying device, the electric field strength due to microwaves is restricted according to the category to which various materials belong to prevent breakage and ignition. It can be used in the field of drying (or removing moisture) for all kinds of materials such as tableware, vegetables, grains, fresh flowers, marine products, garbage, wood paper, etc. Can be expected. In addition, it is environmentally friendly compared to the heater heat source system such as oil and gas, and the drying efficiency can be shortened, so that the work efficiency and power saving / energy saving are great.
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
図1〜図15に本発明の一実施形態を示す。本発明は、マグネトロンから発振したマイクロ波を乾燥対象物に照射し、誘電加熱を利用して乾燥対象物の乾燥させるというものであり、尚かつこの際、マグネトロンから発振されるマイクロ波の電力を、誘電正接tanδが0.1以上1.0未満の乾燥対象物に対しては電界強度を1500[V/m]以下の値、誘電正接tanδが0.01以上0.1未満の乾燥対象物に対しては電界強度を5000[V/m]以下の値、誘電正接tanδが0.001以上0.01未満の乾燥対象物に対しては電界強度を9000[V/m]以下の値に制御することとしている。以下では、乾燥室に着脱可能な乾燥対象物挿入用のカートリッジ3をターンテーブル6に挿着してカートリッジ3とターンテーブル6とを回転させながらマグネトロン(マイクロ波発振器)から出るマイクロ波によって乾燥させる方式を採用した乾燥機(乾燥装置)について説明する。以下で説明する乾燥機(乾燥装置)は、特に衣類等を乾燥対象物とした場合に好適な装置である。
1 to 15 show an embodiment of the present invention. The present invention irradiates an object to be dried with microwaves oscillated from a magnetron and dries the object to be dried using dielectric heating. In this case, the power of the microwaves oscillated from the magnetron is used. The electric field strength is 1500 [V / m] or less for a dry object having a dielectric loss tangent tan δ of 0.1 or more and less than 1.0, and the electric field strength is 5000 for a dry object having a dielectric loss tangent tan δ of 0.01 or more and less than 0.1. The electric field strength is controlled to a value of 9000 [V / m] or less for a dry object having a value of [V / m] or less and a dielectric loss tangent tan δ of 0.001 or more and less than 0.01. In the following, a
マイクロ波を利用して乾燥対象物の乾燥処理を行う本実施形態の乾燥機は、マイクロ波を照射することにより乾燥対象物自体を内部から発熱させるために効率的に乾燥処理を行うことができ、しかも乾燥対象物の内部まで均一に乾燥することができるという利点がある。これらに加え、本実施形態ではターンテーブル6に着脱自在のカートリッジ3と当該ターンテーブル6とを高温乾燥状態にある乾燥室容器1内にて任意の回転数で回転させ乾燥空気を強制的にカートリッジ3の内部に送り込み、カートリッジ3内に収容された乾燥対象物と乾燥空気との接触領域がより多く確保される構造とすることによって、対象物の乾燥時間短縮の実現を図っている。
The dryer of the present embodiment that performs drying processing of an object to be dried using microwaves can efficiently perform drying processing to generate heat from the inside by irradiating microwaves. Moreover, there is an advantage that the inside of the object to be dried can be uniformly dried. In addition to these, in the present embodiment, the
この場合、乾燥機は、脱水機能を有する着脱自在のカートリッジ3を1個以上好ましくは2個以上備えていることが乾燥効率向上等の観点から望ましい。本実施形態では、このカートリッジ3の中に乾燥対象物を入れて乾燥室内のターンテーブル6に挿着する構造を採用し、乾燥対象物としての衣類等の布生地などが絡みにくい構造としている。例えば本実施形態では、鉛直に設けられた円盤状のターンテーブル6に6個のカートリッジ3を等間隔に配置し、ターンテーブル6の軸を中心として公転しながら自転するよう回転自在に取り付けている(図1等参照)。ターンテーブル6の回転軸と各カートリッジ3の回転軸はいずれもその軸方向が水平となっている。
In this case, the dryer preferably includes one or more, preferably two or more,
上述したようにカートリッジ3が着脱可能なターンテーブル6は、乾燥室内に設置されたギア歯車8およびコア回転シャフト9a、乾燥室外に設置されたカップリング10等を介してターンテーブル駆動モータ11に接続されている(図3等参照)。このターンテーブル駆動モータ11を駆動すると、ギア歯車8が回転し、ギア歯車8が回転するとターンテーブル6の外周に設けられている歯に回転力が伝わり、ターンテーブル6が送風ダクト12の外周を摺動しながら回転する。
As described above, the
また、ターンテーブル6上の各カートリッジ3は以下のように回転動力が伝達されることによって回転する(図3等参照)。すなわち、送風ダクト12の外周には同軸回転軸7が設置され、さらにこの同軸回転軸7にはプーリ7cが固定されており、カートリッジモータ7fの回転動力が、カートリッジモータプーリ7e、タイミングベルト7dを介してこのプーリ7cに伝達されるようになっている。そうすると、このプーリ7cから、同一軸上に固定されているプーリ7aに動力が伝達され、タイミングベルト7bを介してターンテーブル6のプーリ6gが回転し(図5参照)、回転軸6dが回転動力をプーリ6cに伝達する。各カートリッジ3に対応して設けられているこれらプーリ6cをタイミングベルト6eにより回転させ、回転軸6b、6dに差し込まれているカートリッジ回転軸3bに伝達することによりカートリッジ3が回転する。
Further, each
送風ダクト12は本体に固定され、さらにこの送風ダクト12の外周には、ターンテーブル送風ダクト6hが覆うように嵌め込まれている(図7参照)。これにより、送風ダクト12とターンテーブル送風ダクト6hは接合されて一体となっている。ターンテーブル6は、送風ダクト12の外周面を摺動しながら回転する構造となっている。
The
送風排気ファンモータ14の回転軸の下端側には送風ファン13が取り付けられ、上端側には排気ファン16が取り付けられている(図3参照)。電装部(機械の制御を目的とする制御基板、マグネトロン駆動の高圧トランスやインバータ電源を設置している部屋)において発熱した空気は、送風ファン13に接続されている送風ダクト12、およびターンテーブル送風ダクト6hを通り、さらに乾燥室容器開閉ドア2の吸入ダクト2cを通って、乾燥室容器開閉ドア2の内部に送られる。乾燥室容器開閉ドア2の内部に送られた空気は、カートリッジ空気供給孔2fからカートリッジ3の乾燥品挿入孔3eに吸引され、脱水孔3dから乾燥室容器1に放出される(図8、図9、図10等参照)。
The
乾燥室容器開閉ドア2の蓋2aは着脱自在であり、蓋圧着ばね2eに押圧され、蓋ガイド枠2dを摺動して回動する構造となっている(図2、図3参照)。蓋ガイド枠2dは蓋2aの中心方向を向いている凹溝を有しており、蓋2aは、蓋外周部をこの凹溝に摺接させながら回動する。また、蓋2aは、乾燥室容器1の内部のターンテーブル6上に装着されているカートリッジ3の数と同じ孔数で、尚かつカートリッジ3の位置に対応したカートリッジ空気供給孔2fを備えている。カートリッジ空気供給孔2fの孔径は、カートリッジ3の外形と同径となっている。また、乾燥室容器開閉ドア2を閉めた時には、蓋圧着ばね2eに押されることによって、蓋2aの吸入ダクト2cに形成されている吸入ダクト咬合爪2bが、ターンテーブル6の吸気ダクト6hに形成されている吸入ダクト咬合爪6jに咬合する構造になっている。乾燥室容器開閉ドア2には各カートリッジ3に対応してカートリッジ窓2kが設けられている(図1参照)。
The
乾燥室容器開閉ドア2のパッキン2jは、ドアを閉めた時、乾燥室容器1を減圧室にするために一役かっている。また、チョーク2iには、マイクロ波を乾燥室容器1の室内から外へ漏洩させない構造のものが装着されている。
The packing 2j of the drying chamber container opening /
乾燥室容器開閉ドア2は、当該ドア2の前面に設けられた取っ手2gを手前に引くとロック爪2hがいったん引っ込んでドアロック孔24(図2参照)から外れるように設けられている。本実施形態の乾燥室容器開閉ドア2は90度以上開けることができるように取り付けられている。また、この乾燥室容器開閉ドア2を閉める時は、取っ手2gを押すようにすればロック爪2hがドアロック孔24に押されて自動的に引っ込みこのドアロック孔24内に嵌挿されるようになっている。乾燥室容器1は、このようにして閉じられた乾燥室容器開閉ドア2によって密封された状態となる。
The drying chamber container opening /
上述のように、本実施形態のカートリッジ3はそれ自体が各回転軸6bを中心に回転(自転)する。また、カートリッジ3の周囲に設けられたフィン3a(図8参照)が、カートリッジ3が回転する際このカートリッジ3の内部の空気を乾燥室容器1内に強制的に排出する。また、カートリッジ3が回転する際にはその遠心力によって乾燥対象物の水分が脱水孔3dから排出されるようになっている。
As described above, the
乾燥室容器1内の空気は、排気ダクト15および排気ファン16、さらに排気ダクト17を通して本装置外に排出される。本実施形態では、マイナスイオン発生器29でマイナスイオンの雰囲気をもつ空気を同時に排出するようにしている。
The air in the drying
また本実施形態では、送風ダクト12に装着した吸気開閉弁30を吸気開閉弁駆動部31によって開閉させるようにしている。乾燥動作時に吸気開閉弁30を閉じれば、乾燥室容器1の内部を1気圧以下に減圧させることが可能となっている。
In the present embodiment, the intake on / off
マグネトロン22は、当該マグネトロン22が発生するマイクロ波が導波管22aを通じて乾燥室容器1内の所定位置に照射されるように設置されている(図3等参照)。また、乾燥対象物にマイクロ波が吸収する割合を測定する電界強度センサ28と、材質などといった乾燥対象物の特性ないし性質に応じて当該マイクロ波の電力を最適な電力となるよう制御する図示しないマグネトロン制御装置とが併設されており、この電界強度センサ28およびマグネトロン制御装置で乾燥対象物の材質等に応じてマイクロ波電力を決定し、マグネトロン用電源23を制御して最適な電力になるよう調整できるようになっている。
The
本実施形態における乾燥動作について具体的に説明する。まず、乾燥室容器1内の湿度センサ18で、マグネトロン22の照射口に近接しているカートリッジ3の内部の乾燥対象物の水分量を測定する。次に、カートリッジ3がマグネトロン22の照射口付近に留まる時間を計算した上で、カートリッジ3が挿着されているターンテーブル6を計算した時間の間停止させてマイクロ波を照射する。この際、乾燥室容器1内の温度センサ19で乾燥対象物の温度を測定し、電界強度センサ28で電力の最適化を行うことによって過度に温度上昇が起こらないようマイクロ波照射電力を調整する。また、乾燥対象物の水分量が多い時にはターンテーブル6の停止時間を長くとり、水分量が少なくなってきた時には停止する時間を短くすることによって効率の良い乾燥動作をさせることができる。さらには、水分量が多い時にはカートリッジ3の回転速度を高くし、その一方でを水分量が少ない時には回転速度を低くすることによって乾燥動作をさらに効率的にすることも好ましい。また、湿度センサ18と温度センサ19によりカートリッジ3の内部の乾燥対象物が所定の乾燥状態に到達したことを検出したら、吸気開閉弁30を開き、減圧下での乾燥動作から大気圧下での乾燥に切り替えることによってさらに効率の良い乾燥動作をさせることができる。
The drying operation in the present embodiment will be specifically described. First, the
続いて、図15に縦軸を湿度軸、横軸を時間軸として乾燥動作の進行過程におけるマイクロ波照射電力の関係を示し、乾燥過程におけるマイクロ波電力部の制御方法を説明する。t1時間においては、マイクロ波電力を最大にしてある所定湿度まで高速に乾燥させることによって湿度の上昇下降変化を計算し、これを基に切替時間a(カートリッジ3の回転数を切り替え、マイクロ波照射を休止してから照射開始するまでの時間)を算出する。t2時間においては、任意のマイクロ波電力のマイクロ波を照射する。t3時間においては、任意のマイクロ波電力のマイクロ波を照射時間t3(t3<t2)だけ照射する。t4時間においては、任意のマイクロ波電力のマイクロ波を照射時間t4(t4<t3)だけ照射する。そのa時間後、任意のマイクロ波電力のマイクロ波を照射時間t5(例えば本実施形態の場合、照射時間t5は照射時間t4の1/2以下)だけ短時間照射するとともに、この短時間t5の間欠照射を数回繰り返す。その後、所定の湿度に到達した時点で時間t6だけ送風乾燥する動作に切り替える(図15参照)。なお、t2,t3,t4,t5の各時間は乾燥状態に応じて任意に増減させることができる。また、時間t5だけ間欠照射を行う際の照射回数も乾燥状態に応じて任意に増減することができる。
Next, FIG. 15 shows the relationship of the microwave irradiation power in the progress of the drying operation with the vertical axis representing the humidity axis and the horizontal axis representing the time axis, and the control method of the microwave power unit in the drying process will be described. At time t1, the humidity rise and fall change is calculated by drying at high speed up to a predetermined humidity with the microwave power maximized, and based on this, the switching time a (the rotation speed of the
また、排出される空気は湿度が高いため、本実施形態では冷却装置20により水分を除去してから空気を排出するようにしている(図3等参照)。冷却装置20で除去された水分は廃液パイプ26と通して水受け皿21に回収される(図3参照)。
Further, since the exhausted air has high humidity, in the present embodiment, the air is discharged after the moisture is removed by the cooling device 20 (see FIG. 3 and the like). The water removed by the cooling
続いて、本発明の第2の実施形態を説明する(図16〜図27参照)。 Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described (see FIGS. 16 to 27).
本実施形態における誘電加熱方式による乾燥装置は、家庭用ないしは業務用の自動乾燥機のごとく乾燥室容器1内で回転する乾燥ドラム32を有している(図17参照)。この乾燥ドラム32の内周には、乾燥対象物収納容器33が着脱可能となっている(図17参照)。この乾燥対象物収納容器33は第1実施形態におけるカートリッジ3に相当するものであり、その収容スペース内に乾燥対象物を区分けした状態で収納する役割を有する。ただし本実施形態における乾燥対象物収納容器33は、回転(自転)するように設けられていたカートリッジ3とは異なり、それ自体相対的に回転することはなく、ただ乾燥ドラム32と一体となって回転するのみとなっている。
The drying apparatus using the dielectric heating method in this embodiment has a drying
本実施形態では、このような乾燥対象物収納容器33を乾燥ドラム32内に4個着脱できるようにしている(図17参照)。この場合、効率的で偏りのない乾燥を行うという観点からすればこれら乾燥対象物収納容器33は等間隔に配置されていることが好ましい。本実施形態では、乾燥ドラム32の内周にこれら4個の乾燥対象物収納容器33を90度おきで等間隔に配置することとしている(図17参照)。
In the present embodiment, four such dry
また、乾燥ドラム32に対しこれら乾燥対象物収納容器33を着脱可能とするための構造は特に限定されるものではないが、本実施形態では以下のように、個々の乾燥対象物収納容器33をその周囲を覆った状態で所定位置内に保持するいわばシールド構造とも呼べる構造としている。すなわち、乾燥ドラム32の内周を径方向に取り付けられた4枚の仕切板34で90度おきに仕切り、乾燥対象物収納容器33が着脱可能な4つの挿入スペース36を設けている(図17等参照)。これら仕切板34の仕切り高さは、後述する冷却用吸気ダクト39の接続部39bと密着ないしは近接した状態となるようにドラム半径より低くされ、各々の仕切板34が互いに独立した構造となっている(図17参照)。これら仕切られたスペース36内にはさらに保持板35が取り付けられ、この保持板35と乾燥ドラム32との間に軸方向に沿って乾燥対象物収納容器33を出し入れできるようになっている(図20参照)。本実施形態の保持板35は中央の面が乾燥ドラム32の回転中心を向く平坦面であり、その両側の面がそれぞれに近接する仕切板34とほぼ平行な平坦面という3つの面から構成された形状となっている(図17、図20参照)。ただしこれは一例に過ぎず、保持板35の形状は乾燥対象物収納容器33の形状と大きさに合わせて適宜変化させることができる。また、保持板35の中央の面には例えば回転軸方向に並ぶ複数のスリットからなる通気孔35aが設けられている(図20参照)。この通気孔35aは支持板35の一部を切り欠くことによって直に形成されたもので構わない。また、本実施形態ではこれら通気孔35aの周囲を矩形の枠35bで取り囲んでいる(図17、図20参照)。さらに、乾燥ドラム32の外周であってこのように仕切られたスペース36の外周側の部分にも通気孔32aが設けられている(図20参照)。したがって乾燥室容器1内の空気は、これら通気孔32a,35aを通じて乾燥ドラム32の内側から外側へあるいはその逆へと通気可能である。さらにスペース36の奥側には挿入された乾燥対象物収納容器33のストッパとして機能する底板37が設けられている(図17、図19参照)。この底板37には例えば複数の小孔からなる空気取り出し孔37aが設けられている。また、乾燥ドラム32の内周面であってこのスペース36の入り口の部分には、乾燥対象物収納容器33の一部が嵌り込む収納容器固定用溝32bおよびこの乾燥対象物収納容器33を固定するための収納容器固定用孔32cが設けられている(図20等参照)。
Further, the structure for making these dry
乾燥対象物収納容器33は、当該容器内に乾燥対象物を収納した状態で上述のスペース36に挿入されるいわば引き出し状の容器である。乾燥対象物収納容器33の形状と大きさは特に限定されるものではないが、本実施形態ではスペース36にちょうど収まる形状および大きさとしている(図16参照)。また、スペース36に挿入される際の手前側と奥側とならびにドラム外周側の各面にはドット状あるいはスリット状の通気孔33aが設けられている。ドラム内周側は、乾燥対象物を出し入れできるように開口しているが(図16参照)、例えば扉状の蓋を設けるなどしてもよい。また、この乾燥対象物収納容器33のドラム外周側の面には上述した収納容器固定用溝32bに嵌り込む例えば断面略半円形状の突起が形成されている。さらに、乾燥対象物収納容器33の手前側には上述した収納容器固定用孔32cに係合可能なスライドする容器固定用突起33c、およびこの容器固定用突起33cをスライドさせるための突起スライド操作部33dが設けられている(図16参照)。この容器固定用突起33cは、収納容器固定用孔32cに係合することにより、乾燥対象物収納容器33がスペース36の手前側に移動するのを防止する。
The drying
また、乾燥ドラム32の背面(乾燥対象物収納容器33の挿入方向奥の面)は円形プレート32dによって構成されている(図19参照)。この円形プレート32の中心には乾燥ドラム32の回転軸となる固定軸32eが固着されている(図20参照)。また、円形プレート32にはこの固定軸32eを中心として周状に並ぶ複数のスリットからなる通気孔32fが設けられている(図20等参照)。さらに、これら周状に並ぶ通気孔32fの外周側には同じく周状に空気取り出し孔32gが設けられている(図19参照)。本実施形態では、底板37の空気取り出し孔37aと重なるように比較的大きめの4つの空気取り出し孔32gを90度間隔で配置している(図19参照)。
Further, the back surface of the drying drum 32 (the back surface in the insertion direction of the drying object storage container 33) is configured by a
乾燥室容器1の裏側(背面側)には、乾燥ドラム32を回転させる駆動モータ11と、この駆動モータ11から固定軸32eにトルクを伝達するギア列を収容したギアボックス38とが設けられている(図18、図19、図24参照)。この駆動モータ11およびギアボックス38で回転ドラム32を回転させる際、一定速度で回転させても構わないが、制御回路ないしは制御装置を用いて回転制御することも好ましい。こうした場合、例えば、各乾燥対象物が乾燥過程にある状態で乾燥ドラム32を停止させるといった制御も可能となる。
A
また、乾燥ドラム32の内側において、固定軸32eの手前側には冷却用吸気ダクト39が取り付けられている(図21参照)。乾燥ドラム32の通気孔32fから吸入された外気は、この冷却用吸気ダクト39を通り、シールド構造となっている乾燥対象物収納容器33の内部を通過し、さらに冷却排気ボックス40に吸引され、最終的には排気ファンボックス41から装置の外部に排気される(図18、図24等参照)。排気ファンボックス41の下方に設けられている排気ファンモータ43がこの排気ファンボックス41内に空気を送り込み、排気用の流れを生じさせる(図18、図24参照)。なお、図24において、排気ファンボックス41からの排気の流れを矢示するとともに符号42を付している。
Further, a
また、排気ファンモータ43は、制御回路によってその回転量が制御されていることが好ましい。乾燥対象物はマイクロ波で加熱されて熱量を得るが、この熱量は、乾燥ドラム32内でシールドされた乾燥対象物収納容器33内を流れる冷却用空気の流量に応じて移動量が変わってくる。そこで、制御回路によって空気流量を制御できれば、同等の熱量が奪い取られるようにするか、あるいは乾燥対象物の温度上昇を鈍化させる動作を実現するかなど、乾燥の過程ないしは状況に応じて柔軟に対応することが可能になるという利点がある。このように流量制御するにあたっては、乾燥対象物の質量、比熱の大きさ、乾燥対象物が電界の弱い場所と強い場所とに滞在する時間、などが制御要素となる。このような空気流量調節による温度制御をするにあたり、例えば本実施形態では、乾燥対象物の温度が150度以上とならないように流量調節を行うこととしている。本実施形態において150度以上とならないように制御する目的のひとつには、乾燥対象物が焼けたり焦げたり溶けたりするのを防止しつつ細菌類を効果的に死滅させることがある。すなわち、ほとんどの細菌類は140度以上で死滅するというデータに基づき医療機器では殺菌温度の基準を140度にしていることから、本実施形態においてもこれに基づき温度の適正化を図っている。例えば排気ファンモータ43がACモータである場合には、サイリスタまたはトライアック素子を用いて段階的あるいは無段階に回転数を選べるような回転数制御を行うことができる。また、このように温度が150度以上となるのを回避することにより、乾燥対象物収納容器33として例えばプラスチック材料が使用されていたとしても当該プラスチック材料が溶融するのを防止できる。
Further, the rotation amount of the
ここで、空気流量制御の具体例について説明しておく。例えば乾燥対象物の重量400gと仮定した場合の流量を0.72m3/分として空気の温度低下傾向を測定する。また、乾燥対象物の比熱を計算し、比熱を温度低下係数に変換して、この係数に合わせて流量を増やしていく。乾燥対象物の重量400gを基準に重量が増分した分、比例して流量を増やしていく。基準重量が、機械の乾燥室容量の大きさで変わる場合は、空気流量も変わる。あるいは、電界の弱い空間で、乾燥対象物の温度を電界の弱い空間に入る前の温度から5℃以下の温度差で低下する(145℃であれば140℃から145℃の範囲)よう乾燥ドラム32の回転速度を制御するという具体例もある。 Here, a specific example of air flow rate control will be described. For example, the flow rate of air is assumed to be 400 g and the flow rate is 0.72 m 3 / min. Further, the specific heat of the object to be dried is calculated, the specific heat is converted into a temperature decrease coefficient, and the flow rate is increased in accordance with this coefficient. The flow rate is increased in proportion to the increment of the weight based on the weight 400 g of the object to be dried. If the reference weight varies with the size of the drying chamber capacity of the machine, the air flow rate will also vary. Alternatively, in a space where the electric field is weak, the temperature of the object to be dried is decreased by a temperature difference of 5 ° C. or less from the temperature before entering the space where the electric field is weak (in the range of 140 ° C. to 145 ° C. if 145 ° C.). There is also a specific example in which the rotational speed of 32 is controlled.
また、乾燥ドラム32をはじめ乾燥室容器1内に電界の弱い場所と電界の強い場所とを設け、乾燥対象物を電界の弱い場所から強い場所に移動させ、電界の強い場所から弱い場所に移動させる動作を繰り返すという手段も採りうる。この場合、電界の弱い場所の空気の流量を増やして乾燥対象物を冷却し、乾燥対象物が電界の強い所に移動してから電界の弱い所に戻って来た時に150度を超えないようにするために空気の流量が決定される。電界の弱い空間の構成としては、マグネトロン22によるマイクロ波が発振周波数が非常に高く直進性が高いことを利用したものを挙げることができる(図27参照)。この場合、金属板か誘電正接(誘電体損失角)の小さいプラスチックの表面に金属膜を形成し(図27中ではこの金属膜に符号46を付している)、そこでマイクロ波を反射させ、当該金属膜46の裏側に、マイクロ波の回り込みを少なくする空間を設けて弱電界空間を形成することができる。例えば大型の乾燥システムにおいては、あらかじめ弱電界室を設けておいてこの室内に乾燥対象物をキャリアで搬入したり、あるいは可動遮へい板でマイクロ波を反射させ可動遮へい板の裏側に弱電界空間を設けたりする場合がある。
In addition, a place where the electric field is weak and a place where the electric field is strong are provided in the drying
また、電界の弱い空間への空気流量の増やし方としては、以下のようなものが考えられる。すなわち、強電界空間の排気系と弱電界空間の排気系に対して、別々に排気弁を設けておき、強電界空間の排気系の排気弁を全開にして、乾燥対象物からの水分蒸発量を水分センサで測定する。加熱動作進行時の水分センサの測定値が降下した時の値と、乾燥運転直後の加熱する前の排気空気を水分センサで測定しておいて、これらの測定値の中間値以下で、弱電界空間の排気系の排気弁を全開にして強電界空間の排気系の排気弁を全閉に切り替える。 Moreover, the following can be considered as a method of increasing the air flow rate to the space where the electric field is weak. That is, an exhaust valve is provided separately for the exhaust system in the strong electric field space and the exhaust system in the weak electric field space, and the exhaust valve of the exhaust system in the strong electric field space is fully opened to evaporate the moisture from the dry object. Is measured with a moisture sensor. When the measured value of the moisture sensor during the heating operation is lowered and the exhaust air before heating immediately after the drying operation is measured with the moisture sensor, the weak electric field is below the intermediate value between these measured values. The exhaust valve of the space exhaust system is fully opened, and the exhaust valve of the strong electric field space is switched to fully closed.
なお、特にロスファクタの小さい乾燥対象物の場合には100度以下とすることも可能だと考えられる。これは、乾燥中に水分が100度で蒸発するので乾燥対象物の温度は100度になるが、水分が少なくなると100度を下回り今度は乾燥対象物自体のマイクロ波のロスファクタにより発熱し、長い時間をかけ再び100度以上となり、時間の経過により温度が上昇していくという実際の乾燥状況を鑑みたものである。また、ロスファクタを考慮しない場合であれば、乾燥対象物の乾燥時の温度上昇特性が100度近辺の温度では乾燥の完了の有無が判別し難いため、105度から110度以上であれば乾燥の完了の判断がつく。なお、ロスファクタとは、比誘電率εs、誘電正接tanδを掛け合わせた値のことをいう。ロスファクタの小さい乾燥対象物の具体例としては、例えばリサイクルのペットボトルを細かく破砕したペレット物質等を挙げることができる。 In addition, it is thought that it is also possible to set it as 100 degrees or less especially in the case of a dry object with a small loss factor. This is because the moisture evaporates at 100 degrees during drying, the temperature of the object to be dried becomes 100 degrees, but when the moisture decreases, the temperature is below 100 degrees, and this time, heat is generated by the microwave loss factor of the object to be dried, This is in consideration of the actual drying situation in which the temperature becomes 100 degrees or more again after a long time and the temperature rises as time passes. If the loss factor is not taken into consideration, it is difficult to determine whether or not the drying has been completed when the temperature rise characteristic when drying the object is near 100 degrees. Can be judged. The loss factor refers to a value obtained by multiplying the relative dielectric constant ε s and the dielectric loss tangent tan δ. As a specific example of an object to be dried having a small loss factor, for example, a pellet material obtained by finely crushing a recycled plastic bottle can be used.
冷却用吸気ダクト39は、乾燥ドラム32の回転軸方向に沿って細長状に形成されている(図22参照)。冷却用吸気ダクト39の例えば底部分には、冷却用空気を乾燥対象物収納容器33に送り込むための空気孔39aが設けられている。例えば本実施形態では、長手方向に順次並ぶように仕切られて形成された複数のスリットによって空気孔39aを構成し、さらにその排気口には各スリット間に衝立状の仕切り39cを設けて風向を絞るようにしている(図22、図23参照)。この空気孔39aからの排出された空気は、通気孔35aおよび通気孔33aを通過して乾燥対象物収納容器33内へと流れ込む。また、冷却用吸気ダクト39には冷却用空気を乾燥対象物収納容器33へと確実に送り込むための接続部39bが設けられている(図22、図26参照)。すなわち、乾燥ドラム32が回転することによっていずれかの乾燥対象物収納容器33がこの冷却用吸気ダクト39の空気孔39aの正面に位置した場合(換言すればいずれかの乾燥対象物収納容器33が冷却ゾーンに到着した場合)、仕切板34とこの接続部39bとが密着ないしは近接した状態となることにより、冷却用空気が漏れなく当該乾燥対象物収納容器33内に流れ込むようになる。したがってこの接続部39bは、乾燥対象物収納容器33が空気孔39aの正面に位置した時、その両隣の仕切板34と近接、好ましくは密着した状態となるように例えば円弧形状に形成されている(図26参照)。さらには、回転ドラム32の固定軸32eの導体部分と、この冷却用吸気ダクト39の空気孔39aないしは接続部39bの導体部分とを、導体で電気的に接続しておくことが好ましい。こうした場合には、乾燥ドラム32の内部に設けられた仕切板34が冷却用吸気ダクト39の一部に接触する度に回転ドラム32を確実にアースすることができるようになる。また、この冷却用吸気ダクト39の空気孔39aの開口部付近は、特に周波数2.45GHz(より正確には2.455GHz)を十分減衰させるサイズとすることが好ましい。これは、マグネトロン22の発振周波数が2.455GHzであることに起因している。また、このように乾燥その他これに類した目的で使用できる国際的に取り決められている電磁波(電波)には比較的低い周波数帯域が割り当てられていて、仮に周波数がさらに低くなると波長が長くなるために減衰のための孔径がより大きくなるが、機械をコンパクトにするという点では孔径が小さい方が好ましいといえる。これらの点から、本実施形態では周波数2.455GHzの電磁波(電波)を十分減衰させうるサイズの孔を設けることとしている。また、ここでいう「十分減衰させる」とは具体的には1/10程度にまでマイクロ波電力を減衰させることであり、さらに好ましくはそれ以下にまで減衰させることが望ましい。本実施形態では、シールド構造となっている乾燥対象物収納容器33の内部で乾燥対象物が誘電加熱の影響を受けず、かつ、一定空気流量が確保されるよう、空気孔39aの孔径を上述のような形状と大きさに形成している。
The
冷却排気ボックス40は乾燥ドラム32の真下に設けられている排気用の箱状部材である(図17、図18参照)。この冷却排気ボックス40の上部中央には、乾燥ドラム32の形状に合わせて円弧状にくり抜かれて開口した吸入孔40aが設けられている(図25参照)。また、冷却排気ボックス40の背部には排出孔40bが設けられている(図25参照)。この排出孔40bから排出された空気は、その背面側に接続されている吸入孔44aから排気ダクト44へと吸入され、さらに排気ファンボックス41を通過した後、外部へと排気される(図18、図24参照)。
The cooling
また、乾燥室容器1の背面側にはこの乾燥室容器1の内部と連通する乾燥室排気ダクト45が設けられている(図18参照)。乾燥室排気ダクト45は排気ファンボックス41とも接続されている(図24参照)。乾燥室容器1内の空気は、この乾燥室排気ダクト45と排気ファンボックス41を通過した後、外部へと排気される。
Further, a drying
マグネトロン22および導波管22aは乾燥室容器1の外部例えば向かって右側面(図17参照)に、乾燥対象物収納容器33内の乾燥対象物に対しマイクロ波を照射できるように設置されている。ここで、マグネトロン用電源(本実施形態では図示省略)にはインバータ電源を使用することが好ましい。こうした場合には、トランスとコンデンサで構成される電源とは異なり、マイクロ波出力を数十W程度から連続的に制御できるという利点があるため、乾燥対象物の材質あるいは乾燥状況に対応したきめ細かなマイクロ波出力設定をすることが可能となる。また、例えば乾燥ドラム32の内部の仕切板34などが金属部材で構成されている場合には、マグネトロン22がマイクロ波最大出力近辺で使用されるとマッチング等の関係で寿命が短くなるので、これを回避する観点からすれば、寿命に支障が無い程度にマイクロ波出力を最大設定値とすることが好ましい。具体的一例を示すと、乾燥開始時から排気温度と水分含有率を測定して排気の温度上昇のピークを検出し、この時の空気中の水分含有率を基準にしてマイクロ波の出力を低下させ、僅かでも水分含有率の減少が確認できる所にマイクロ波出力値を再設定すれば、短命化を回避しつつ効率的に乾燥を行うことが可能となる。また、乾燥ドラム32中の金属部材がマイクロ波の照射口近辺まで移動してくるとマッチング状態が悪くなるので、これを回避するため、マグネトロン制御回路を利用してマイクロ波出力を絞り、マッチング状態に支障がない所まで金属部材が移動したらマイクロ波出力を元の値に戻すという一連の動作を実施することも好ましい手法といえる。
The
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した実施形態においては、乾燥ドラム32内に乾燥対象物を固定するのに着脱可能な専用容器(乾燥対象物収納容器33)を用意したが、これ以外の方法、例えば、回転ドラム32の内周の一部に乾燥対象物を挟み込んで固定する簡易な構造とするなどの方法を採ることが可能である。
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, a dedicated container (drying object storage container 33) that can be attached and detached to fix the drying object in the drying
また、ここまでは特に衣類等を乾燥対象物とした場合に好適な乾燥機(乾燥装置)について説明したが、本発明にかかる乾燥方法および乾燥装置は例えばいわゆる生ゴミなど、衣類等以外の乾燥対象物にも適用可能なものである。例えばこのように生ゴミを乾燥対象物とする場合であれば、その性状に合わせてマイクロ波電力の電界強度値を設定すればよい。具体的には、生ゴミの比誘電率εsは大体50から70の間であるため、電界強度値の上限値をこれに合わせて設定すればよい。例えば本実施形態においては、区分A(誘電正接tanδが0.1以上1未満の領域)については、比誘電率εsが10以上50未満であれば電界強度上限値を1000[V/m]、比誘電率εsが50以上70以下であれば電界強度上限値を900[V/m]とし、区分B(誘電正接tanδが0.01以上0.1未満の領域)については、比誘電率εsが10以上50未満であれば電界強度上限値を3000[V/m]、比誘電率εsが50以上70以下であれば電界強度上限値を2500[V/m]としている。また、区分C(誘電正接tanδが0.001以上0.01未満の領域)については、この区分における生ゴミの具体的材質が明瞭でないためにあまり関係ないとは考えられるが、本実施形態においては、比誘電率εsが10以上50未満であれば電界強度上限値を8500[V/m]、比誘電率εsが50以上70以下であれば電界強度上限値を7000[V/m]としている(図29参照)。 Further, the description has been made so far on the drying device (drying device) suitable particularly when clothing or the like is the object to be dried. However, the drying method and the drying device according to the present invention are for drying other than clothing such as so-called garbage. It can also be applied to objects. For example, in the case where garbage is used as an object to be dried in this way, the electric field strength value of the microwave power may be set according to the property. Specifically, since the relative permittivity ε s of garbage is approximately between 50 and 70, the upper limit value of the electric field strength value may be set accordingly. For example, in the present embodiment, for category A (region where the dielectric loss tangent tan δ is 0.1 or more and less than 1), if the relative dielectric constant ε s is 10 or more and less than 50, the upper limit of the electric field strength is 1000 [V / m], the ratio If the dielectric constant ε s is 50 or more and 70 or less, the upper limit value of the electric field strength is 900 [V / m], and the dielectric constant ε s is 10 or more for the section B (region where the dielectric loss tangent tan δ is 0.01 or more and less than 0.1). If it is less than 50, the electric field strength upper limit value is 3000 [V / m], and if the relative dielectric constant ε s is 50 or more and 70 or less, the electric field strength upper limit value is 2500 [V / m]. In addition, regarding the category C (region where the dielectric loss tangent tan δ is 0.001 or more and less than 0.01), it is considered that the specific material of the garbage in this category is not clear, but this is not so relevant. When the rate ε s is 10 or more and less than 50, the upper limit value of the electric field strength is 8500 [V / m], and when the relative dielectric constant ε s is 50 or more and 70 or less, the upper limit value of the electric field strength is 7000 [V / m] ( (See FIG. 29).
本実施形態によれば、生ゴミの体積の減量率を加味してのマグネトロン制御が行えるため、乾燥対象物の質量や含水量が減量してもマイクロ波のマッチング不良が起こるのを回避することが可能となるし、また、処理容器の内部にて火花が発生するなどにより乾燥容器の劣化を防ぐことも可能となる。これによれば、乾燥対象物の質量あるいは体積の大きさに応じたマイクロ波吸収電力を求め、生ゴミをマイクロ波乾燥で容易に乾燥することが可能となる。つまり、マイクロ波吸収電力に関しては、ある所定値を超えるとそれ以上は吸収されなくなり、いくらハイパワーのマグネトロンで乾燥させようとしても吸収されない電力が反射波として戻ってしまい熱になって捨てられてしまうという特性があるが、乾燥対象物(生ゴミ)のマイクロ波吸収電力以下の電力値を設定する本実施形態によればこの特性に合わせたマイクロ波を発振することにより、水分の多い生ゴミが乾燥対象物である場合であっても容易にかつ効率よく乾燥することが可能となる。したがって、生ゴミを乾燥させるための本格的機械の製造に寄与することが期待できる。 According to the present embodiment, since the magnetron control can be performed in consideration of the reduction rate of the volume of raw garbage, it is possible to avoid the occurrence of poor microwave matching even if the mass or moisture content of the dry object is reduced. In addition, it is possible to prevent the drying container from being deteriorated by sparks generated inside the processing container. According to this, it is possible to obtain the microwave absorption power corresponding to the mass or volume of the object to be dried, and easily dry the garbage by microwave drying. In other words, with regard to the microwave absorbed power, when it exceeds a certain predetermined value, it is not absorbed any more, and no matter how much it is dried with a high power magnetron, the power that is not absorbed returns as reflected waves and is discarded as heat. However, according to the present embodiment in which a power value equal to or lower than the microwave absorption power of the object to be dried (raw garbage) is set, by oscillating the microwave according to this characteristic, the raw garbage with much moisture It is possible to easily and efficiently dry even when the is an object to be dried. Therefore, it can be expected to contribute to the production of a full-fledged machine for drying raw garbage.
22 マグネトロン
28 電界強度センサ
εs 比誘電率
tanδ 誘電正接
22 Magnetron 28 Electric field strength sensor ε s Dielectric constant
tanδ Dissipation factor
Claims (5)
P=2πf・ε0・εs・Q・E2・tanδ
より前記マイクロ波の吸収電力を算出して上限値を定めることを特徴とする請求項1に記載の誘電加熱を利用した乾燥対象物の乾燥方法。 The absorption power of the microwave is P [W], the microwave frequency is f [Hz], the relative permittivity of the dry object is ε s , the volume of the dry object is Q [m 3 ], and the electric field strength is E In the case of [V / m], the formula P = 2πf · ε 0 · ε s · Q · E 2 · tan δ
The method for drying an object to be dried using dielectric heating according to claim 1, further comprising: calculating an absorption power of the microwave to determine an upper limit value.
In a drying apparatus for drying objects using dielectric heating in which a drying object such as clothing is irradiated with microwaves oscillated from a magnetron to dry the object, the microwaves oscillated from the magnetron are absorbed by the drying object. An electric field intensity sensor for measuring the ratio, and a magnetron control device for controlling the power of the microwave according to the characteristics or properties of the object to be dried, the magnetron control device having a dielectric loss tangent tanδ of 0.1 or more The electric field strength is a value of 1500 [V / m] or less for a dry object less than 1.0, and the electric field strength is 5000 [V / m] or less for a dry object having a dielectric loss tangent tan δ of 0.01 or more and less than 0.1. The value of the dielectric loss tangent tan δ is 0.001 or more and less than 0.01, and the electric field strength is controlled to a value of 9000 [V / m] or less. Dry clothes Place.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008056858A (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Yamasei Kk | Foamed elastomer and method for producing the same |
JP2011502468A (en) * | 2007-01-30 | 2011-01-27 | フリト−レイ ノース アメリカ インコーポレイテッド | Improved apparatus and method for vacuum microwave drying of food |
JP2020153624A (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Dryer |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55151096U (en) * | 1979-04-16 | 1980-10-31 | ||
JPS6349685A (en) * | 1986-08-19 | 1988-03-02 | 東京電力株式会社 | Centrifugal dehydrating microwave heating drier |
JPH076872A (en) * | 1993-06-16 | 1995-01-10 | Kawaju Bosai Kogyo Kk | Heating object housing structure for induction heating device |
JP2002130942A (en) * | 2000-10-30 | 2002-05-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Drying method and device |
WO2003002923A1 (en) * | 2001-06-27 | 2003-01-09 | The University Of Melbourne | A method of microwave treatment of wood |
JP2004190987A (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-08 | Hitachi Hometec Ltd | High frequency heating device |
-
2004
- 2004-05-13 JP JP2004143136A patent/JP2005326050A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55151096U (en) * | 1979-04-16 | 1980-10-31 | ||
JPS6349685A (en) * | 1986-08-19 | 1988-03-02 | 東京電力株式会社 | Centrifugal dehydrating microwave heating drier |
JPH076872A (en) * | 1993-06-16 | 1995-01-10 | Kawaju Bosai Kogyo Kk | Heating object housing structure for induction heating device |
JP2002130942A (en) * | 2000-10-30 | 2002-05-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Drying method and device |
WO2003002923A1 (en) * | 2001-06-27 | 2003-01-09 | The University Of Melbourne | A method of microwave treatment of wood |
JP2004530585A (en) * | 2001-06-27 | 2004-10-07 | ザ ユニバーシティー オブ メルボルン | High frequency processing of wood |
JP2004190987A (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-08 | Hitachi Hometec Ltd | High frequency heating device |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008056858A (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Yamasei Kk | Foamed elastomer and method for producing the same |
JP2011502468A (en) * | 2007-01-30 | 2011-01-27 | フリト−レイ ノース アメリカ インコーポレイテッド | Improved apparatus and method for vacuum microwave drying of food |
JP2020153624A (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Dryer |
JP7129650B2 (en) | 2019-03-22 | 2022-09-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Dryer |
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