JP2008230962A - セラミック体をマイクロ波照射によって乾燥させる装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送方向を横切る方向に互いに平行に並んで等間隔に配置された多数の細長いセラミック体を、該セラミック体が少なくとも１つの乾燥室内を通って進行中にマイクロ波照射によって乾燥させる場合に、長手方向に一様に乾燥させる。
【解決手段】
２種類の性質を有するマイクロ波発生源を用い、一方のマイクロ波発生源が方向付けされていないマイクロ波放射を行ない、かつ他方のマイクロ波発生源が方向付けされたマイクロ波放射を行なって、セラミック体２８の長手方向の両端部セラミック体２８の長手方向の中央部よりも低いマイクロ波エネルギーに曝されるようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の装置に関するものである。上記セラミック体とは、例えば、セラミック中空体を意味する。これらは水平にも垂直にも配置することができる。

この種の装置は、特許文献１により周知である。周知の装置においては、中空体に沿う照射加熱出力が気流の方向に上昇する勾配を有する。しかしながら、これは、中空体が長手方向に一様に乾燥されず、かつ中空体の少なくとも一端部において過熱が生じる可能性があるという欠点を有する。

特許文献２には、柱状のセラミック成形体の乾燥方法が開示され、この方法は、上記セラミック成形体に照射されるマイクロ波の強度を、それが成形体の両端部から中央部分に近付くに従って漸次または段階的に強くなるように制御するものである。しかしながら、この乾燥方法は、その用途によっては常に十分に一様に乾燥されるとは限らない欠点を有する。
欧州特許第０ ３１４ ６９１ Ｂ１号明細書 特開２００１−１７２０８７号公報

したがって、本発明の課題は、セラミック体の長手方向に一様の乾燥が達成され、ならびに中空体の端部における過熱が回避されるように、この種の装置を改善することにある。

本発明によれば、この種の装置において、複数のマイクロ波発生源が、一方のマイクロ波発生源が方向付けされていないマイクロ波放射を発生しかつ他方のマイクロ波発生源が方向付けされたマイクロ波放射を発生するという２種類の性質を有し、上記乾燥室内において、セラミック体の長手方向の両端部がセラミック体の長手方向の中央部よりも低いマイクロ波エネルギーにさらされるように、２種類のマイクロ波発生源が選択されかつ配置されていることによって上記課題が解決される。したがって、上記方向付けされていないマイクロ波放射は背景部分と見做すことができる。

この場合、乾燥室は、それぞれ連続して連結された乾燥モジュールの構成要素とすることができる。上記乾燥モジュールは、前乾燥および／または最終乾燥に使用することができる。もちろん、乾燥モジュールの少なくとも１つは、従来の乾燥装置、例えば、温風ブロワーであってもよい。

本発明の実施の形態によれば、３個のマイクロ波発生源が設けられ、そのうちの１個は、方向付けされていないマイクロ波放射を行なう方向付けされていないマイクロ波発生源であり、残りの２個は、方向付けされたマイクロ波放射を行なう方向付けされたマイクロ波発生源である。

特に、上記乾燥室において、上記セラミック体の長手方向におけるマイクロ波エネルギーの空間分布が、セラミック体の長手方向の中央部に関してほぼ対称であるように、上記３個のマイクロ波発生源が選択されかつ配置されている。

特に好ましいのは、セラミック体の長手方向におけるマイクロ波エネルギーの空間分布が、セラミック体の長手方向の中央部に頂点を有する回転放物面にほぼ対応することである。

１個またはｎ個（ｎ＝１，２，３，‥‥）のセラミック体のそれぞれに対する湿度分布のオンライン測定のための湿度測定装置が上記乾燥室内またはこの乾燥室の搬送方向背後に設けられているのが有利であり、その場合、上記３個のマイクロ波発生源のうちの少なくとも１つからのマイクロ波エネルギーが上記湿度測定装置に測定値に応じて調整可能であり、および／または、上記乾燥室の後方に連結された乾燥室内における熱エネルギーが制御可能である。

マイクロ波を用いて上記セラミック体内の湿度分布を測定するための湿度測定装置が設けられるのが適切である。

最後に、セラミック体の長手方向の湿度分布を測定するために湿度測定装置が計画される。

本発明は、セラミック体の長手方向での特殊なマイクロ波エネルギー分布によって、各セラミック体の一様の乾燥が達成され、かつその両端部の過熱が回避されるという意外な認識に基づくものである。

本発明の実施形態によれば、各セラミック体が進行中にほぼ同じ量のマイクロ波エネルギーに曝されることにより、各セラミック体が一様に乾燥される。

本発明のさらなる特徴および利点は、特許請求の範囲、および図面を参照した実施の形態の詳細な説明により明らかになるであろう。

図１は、ハニカムセラミックの形態でのセラミック中空体を乾燥させるための、４つの連続して連結された乾燥モジュール１２、１４、１６、１８を備えた装置を示すが、ここで矢印Ｆによって示された搬送方向に関してモジュール１２の手前側には、ローディングステーション２０およびインレットモジュール２２が接続されており、かつモジュール１８の後側には、アウトレットモジュール２４およびアンローディングステーション２６が接続されている。各モジュール１２、１４、１６および１８は、キャビネット状のハウジング１２ａ、１４ａ、１６ａもしくは１８ａを有し、ここにはそれぞれ乾燥室１２ｂ、１４ｂ、１６ｂ、もしくは１８ｂが設けられており、乾燥室は、方形断面を有する通路１３、１５、および１７によって互いに連結されている。同様に、インレットモジュール２２およびアウトレットモジュール２４においても、それぞれ方形断面を備えた通路２２ａもしくは２４ａがそれぞれ設けられている。

ローディングステーション２０においては、そのうち１つのみが符号３０で示されているワークホルダ上に、そのうちの１つのみが符号２８で示されている少なくとも７個のハニカムセラミックが搬送方向Ｆを横切る方向に整列させられ、これらハニカムセラミックが、先ずインレットモジュール２２内に水平に搬送され、次いでモジュール１２、１４、１６および１８、ならびにアウトレットモジュール２４を通って水平に搬送される。このために、ストッパ３２と、このストッパ３２の側面上でハニカムセラミックの存在を検出する検出器３４と、ローディングステーション２０におけるハニカムセラミックの総数を検出する検出器３６と、ハニカムセラミックの渋滞状態を検出する検出器３８と、詳しく示されてはいないがチェーンコンベヤの形態のコンベヤ４０とが設けられている。インレットモジュール２２にはインレットドア４２が、アウトレットモジュール２４にはアウトレットドア４４が備えられており、これらのドアは、ハニカムセラミックが入る場合にのみ、もしくは出る場合にのみ開放される。図１にはバッチ処理態様が示されており、ここではハニカムセラミックの複数の集団（バッチ）が順序良く装置１０によって搬送される。各集団は、本実施の形態においては少なくとも７個の、一般には乾燥室の少なくとも半分を占有するのに必要な数のハニカムセラミックを含んでいる。各集団は、連続的に、すなわち一定の搬送速度でこの装置１０によって搬送させられる。各集団内ではハニカムセラミックが互いに等間隔に配置されている。

図２から明らかなように、モジュール１２、１４、１６および１８は、それぞれ下記の構成要素を有する。すなわち、水蒸気を排出する排気口４６と、乾燥室１２ｂ、１４ｂ、１６ｂ、もしくは１８ｂをそれぞれ照らすランプ４８と、周波数２４５０ＭＨｚ、出力６ｋＷのマグネトロン５０と、周波数２４５０ＭＨｚ、出力６．５ｋＷのアイソレータ５２と、モード変換器５４と、マグネトロン５０およびアイソレータ５２からのシステムを調整する整合器５６と、マグネトロン５０からのマイクロ波エネルギーを放散させるＴ型導波管５８と、マイクロ波フィールドを均質化するフィールドミキサ（モード攪拌器）６０と、赤外線カメラ６２と、それぞれ周波数２４５０ＭＨｚ、出力３ｋＷのアイソレータ６８、７０を伴った周波数２４５０ＭＨｚ、出力３ｋＷのマグネトロン６４および６６と、マグネトロン６４およびアイソレータ６８、もしくはマグネトロン６６およびアイソレータ７０による両方のシステム用のそれぞれの整合器７２もしくは７４と、それぞれ搬送方向に延び、かつ搬送方向で互いに離隔して配置されてマイクロ波を照射する、スロット放射器、ダブルスロット放射器または線形放射器のような細長い放射器７２ａもしくは７４ａと、ワークホルダ３０を認識する光電式カウンタ７６とを有する。上記マグネトロン６４および６６のそれぞれの出力、ならびに方向づけされていないマイクロ波照射の出力に対する方向づけされたマイクロ波照射の出力の比は、例えば形状および材質のような性質や寸法等に左右される。ここでは符号２８でのみ示されているハニカムセラミックの上部に配置されて、Ｔ型導波管５８によって方向づけされていないマイクロ波照射を行なういわゆる背景部分を供給するマイクロ波発生源が全体としてＭａｇｎ Ａで示されているが、ハニカムセラミック２８の下部に配置されて、方向づけされたマイクロ照射を行なうマイクロ波発生源が、全体としてＭａｇｎ ＢおよびＭａｇｎ Ｃで示されている。

図３は、ハニカムセラミック２８の搬送方向Ｆ（図１を参照）を横切る方向で見た、マイクロ波発生源Ｍａｇｎ Ａ（ライン７８）およびマイクロ波発生源Ｍａｇｎ ＢもしくはＭａｇｎ Ｃのいずれか（ライン８０）から放射されるマイクロ波エネルギーの割合を示す。図４は、結果として生じるマイクロ波エネルギーＥの空間分布を示す。ハニカムセラミック２８の長手方向の両端部２８ａおよび２８ｂにおける照射マイクロ波エネルギーは、ハニカムセラミックの中央部２８ｃにおけるよりも低い。マイクロ波エネルギーの空間分布は、原則として回転放物面を形成する。これは、ハニカムセラミック２８の長手方向でのマイクロ波エネルギーの特に有利な空間分布を示し、ハニカムセラミック２８の特に一様な乾燥をもたらし、両端部２８ａおよび２８ｂにおける過熱を回避する。

最後に、図５は、マイクロ波共鳴分光法によるハニカムセラミック２８の長手方向に沿った湿度分布を測定するための配置を示す。共鳴周波数に関してハニカムセラミック２８との接触の影響に基づいて変換器８２が離調される。湿度に左右されるハニカムセラミック材料の誘電損失の計算には、共鳴周波数の変位および減衰が利用される。湿度測定は、モジュール１２、１４、１６、および１８、もしくは２４の１つの背後においてオンラインで実施され、湿度測定の結果に基づき、その前方に連結された１つの乾燥室もしくは前方に連結された複数の乾燥室におけるマイクロ波エネルギーの制御を行うのが好ましい。マイクロ波エネルギーの制御は、方向づけされていないマイクロ波照射の出力に対する方向づけされたマイクロ波照射の出力の比の制御を含んでいることが好ましい。同時に、もしくは代わりとして、湿度測定の結果はその後の（最終）乾燥の制御のために、または乾燥の品質パラメータとして使用することができる。

搬送方向を横切る方向に互いに平行に並んで等間隔に配置された多数の細長いセラミック体を、少なくとも１つの乾燥室内を通って進行中にマイクロ波照射によって乾燥させるための本発明による装置の実施の形態を示す側面図 図１の装置のモジュールを示す側面図 搬送方向を横切る方向の図２のモジュールの乾燥室内におけるマイクロ波エネルギー分布の割合を示す図 図３における割合から生じる搬送方向を横切る方向のマイクロ波エネルギー分布を示す図 乾燥作業時のセラミック体における湿度分布のオンライン測定のための湿度測定装置を示す図

符号の説明

１０ 乾燥装置
１２、１４、１６、１８ 乾燥モジュール
１２ａ、１４ａ、１６ａ、１８ａ ハウジング
１２ｂ、１４ｂ、１６ｂ、１８ｂ 乾燥室
１３、１５、１７ 通路
２０ ローディングステーション
２２ インレットモジュール
２２ａ、２４ａ 通路
２４ アウトレットモジュール
２６ アンローディングステーション
２８ ハニカムセラミック
２８ａ、２８ｂ 端部
２８ｃ 中央部
３０ ワークホルダ
３２ ストッパ
３４，３６，３８ 検出器
４０ コンベヤ
４２ インレットドア
４４ アウトレットドア
４６ 水蒸気排気口
４８ ランプ
５０、６４、６６ マグネトロン
５２、６８、７０ アイソレータ
５４ モード変換器
５６、７２、７４ 整合器
５８ Ｔ型導波管
６０ フィールドミキサ
６２ 赤外線カメラ
７２ａ，７４ａ 放射器
７６ 光電式カウンタ
８２ 変圧器
Ｆ 搬送方向

Claims (7)

1. 搬送方向を横切る方向に互いに平行に並んで等間隔に配置された多数の細長いセラミック体を、該セラミック体が少なくとも１つの乾燥室（１２ｂ；１４ｂ；１６ｂ；１８ｂ）内を通って進行中にマイクロ波照射によって乾燥させる装置（１０）であって、
   少なくとも２個のマイクロ波発生源が設けられた少なくとも１つの乾燥室（１２ｂ；１４ｂ；１６ｂ；１８ｂ）と、前記搬送方向を横切る方向に互いに平行に並んで等間隔に配置された多数の細長いセラミック体を、前記１つの乾燥室（１２ｂ；１４ｂ；１６ｂ；１８ｂ）または複数の乾燥室（１２ｂ；１４ｂ；１６ｂ；１８ｂ）を通って連続的に搬送するコンベヤ（４０）とを有する装置（１０）において、
   前記複数のマイクロ波発生源は、一方のマイクロ波発生源が方向付けされていないマイクロ波放射を行ないかつ他方のマイクロ波発生源が方向付けされたマイクロ波放射を行なうという２種類の異なる性質を有するものであり、前記乾燥室（１２ｂ；１４ｂ；１６ｂ；１８ｂ）内において、前記セラミック体の長手方向の両端部（２８ａ、２８ｂ）が前記セラミック体の長手方向の中央部（２８ｃ）よりも低いマイクロ波エネルギーに曝されるように、前記双方のマイクロ波発生源が選択されかつ配置されていることを特徴とするセラミック体の乾燥装置。
2. ３個のマイクロ波発生源が設けられ、そのうちの１個は、方向付けされていないマイクロ波放射を行なう方向付けされていないマイクロ波発生源であり、残りの２個は、方向付けされたマイクロ波放射を行なう方向付けされたマイクロ波発生源であることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記乾燥室（１２ｂ；１４ｂ；１６ｂ；１８ｂ）内において、前記セラミック体の長手方向における前記マイクロ波エネルギーの空間分布が、前記セラミック体の長手方向の中央部（２８ｃ）に関してほぼ対称であるように、前記３個のマイクロ波発生源が選択されかつ配置されていることを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 前記セラミック体の長手方向におけるマイクロ波エネルギーの空間分布が、前記セラミック体の長手方向の中央部（２８ｃ）に頂点を有する回転放物面にほぼ対応することを特徴とする請求項３記載の装置。
5. １個またはｎ個（ｎ＝１，２，３，‥‥）のセラミック体のそれぞれ内の湿度分布のオンライン測定のための湿度測定装置が、前記乾燥室（１２ｂ；１４ｂ；１６ｂ；１８ｂ）内または該乾燥室（１２ｂ；１４ｂ；１６ｂ；１８ｂ）の搬送方向背後に設けられており、前記３個のマイクロ波発生源の少なくとも１つからのマイクロ波エネルギーが前記湿度測定装置の測定値に応じて調節可能であり、および／または、前記乾燥室（１２ｂ；１４ｂ；１６ｂ；１８ｂ）の後方に連結された乾燥室内における熱エネルギーの制御が可能であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の装置。
6. 前記セラミック体内の前記湿度分布をマイクロ波によって測定するための湿度測定装置が構成されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記湿度測定装置が、前記セラミック体の長手方向の湿度分布を測定するために構成されていることを特徴とする請求項５または６記載の装置。

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