JP2019071230A - Dielectric heating device - Google Patents

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Abstract

To achieve further reduction of an inductance value in a matching circuit.SOLUTION: The dielectric heating device includes a matching circuit unit 4 and a drive unit for adjusting a matching condition of the matching circuit unit 4. The matching circuit unit 4 includes: a Cs capacitor comprised of a central feeding electrode plate 60 and a Cs electrode plate 61 fixed on a device body 10 and opposing on the lower side; a Cp capacitor comprised of a feeding electrode plate 60 and a Cp capacitor plate 62 opposing on the upper side; and a plurality of inductance members each one end of which is connected with the Cs electrode plate. The drive unit includes: a Cs drive unit for lifting the feeding electrode plate 60 and a Cp drive unit for lifting the Cp electrode plate 62.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、対向電極間に高周波電力を供給し、誘電加熱によって被加熱物を用途に応じた加熱を行う誘電加熱装置に関する。   The present invention relates to a dielectric heating device that supplies high frequency power between counter electrodes and performs heating according to the application of the object to be heated by dielectric heating.

従来、高周波電力を印加して対象物を内部から誘電加熱することにより加熱処理する装置が提案されている。誘電加熱方式は、対象物を加熱することによって、用途に応じた乾燥、溶着、接着、殺菌、その他の処理に適用される。特許文献1には、高周波発振器から出力される所定の高周波電力を加熱用の対向電極間に供給して、対向電極間に配置された木材を加熱乾燥する木材乾燥装置が記載されている。ところで、木材は乾燥が進む(含水率が低下する)につれてインピーダンスが変化し、高周波発振器側から見た負荷側のインピーダンスが変化するため電源側と負荷側との整合状態がずれて加熱効率が低下する。そこで、この種の装置においては整合回路が設けられている。整合回路は、特許文献1に示すように、電源側とアース間に介設された可変コンデンサと、電源側と負荷との間に介設された、互いに直列接続された可変コンデンサ及び可変インダクタンスとから構成されている。特許文献1によれば、2個の可変コンデンサは、具体的には、立直された中央電極板と、中央電極板の右側に対向配置されたアースとなる右電極板と、同左側に対向配置された左電極板とから構成され、負荷インピーダンスの変化に応じて、左右電極板を個々のシリンダ等で個別に左右移動することで電極間距離を変更して、それぞれの容量を変化させている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an apparatus for performing heat treatment by applying a high frequency power to dielectrically heat an object from the inside. The dielectric heating method is applied to drying, welding, adhesion, sterilization, and other treatments depending on the application by heating the object. Patent Document 1 describes a wood drying apparatus which supplies predetermined high frequency power output from a high frequency oscillator between heating counter electrodes to heat and dry wood arranged between the counter electrodes. By the way, as the drying progresses (water content decreases), the impedance changes and the impedance on the load side seen from the high frequency oscillator side changes, so the matching state between the power supply side and the load side shifts, and the heating efficiency decreases. Do. Therefore, a matching circuit is provided in this type of device. As shown in Patent Document 1, the matching circuit includes a variable capacitor interposed between the power supply side and the ground, a variable capacitor and a variable inductance interposed between the power supply side and the load, which are connected in series. It consists of According to Patent Document 1, specifically, the two variable capacitors are disposed opposite to each other on the left side of the erected center electrode plate, the right electrode plate serving as the earth disposed opposite to the right side of the center electrode plate, and the like. The distance between the electrodes is changed by moving the left and right electrode plates individually by left and right individually according to the change in load impedance, thereby changing the respective capacitances. .

また、図6は、整合回路部を備えた従来の誘電加熱装置の概略図を示す。図6に示すように、誘電加熱装置は、床面等に設置された装置本体(図略)を備え、装置本体は、図の奥行き方向に被加熱物の出し入れ口が形成された筒状体を呈する炉体100と、その上部で筐体に内装された整合回路部200とを少なくとも配置している。炉体100は、上下方向の対向電極板(正極電極板101、負極電極板102)、及びその上部側の銅板のインダクタンス板材213が内装されている。インダクタンス板材213は、正極電極板101の上下移動によるストロークを吸収するべく湾曲形状とされている。   Also, FIG. 6 shows a schematic view of a conventional dielectric heating device provided with a matching circuit unit. As shown in FIG. 6, the dielectric heating device includes a device main body (not shown) installed on a floor surface or the like, and the device main body is a cylindrical body in which an inlet / outlet of the object to be heated is formed in the depth direction of the drawing. At least a furnace body 100 exhibiting the above and a matching circuit portion 200 which is provided in the upper part of the furnace body 100 and which is mounted in a casing. The furnace body 100 is internally provided with an opposing electrode plate (positive electrode plate 101, negative electrode plate 102) in the vertical direction, and an inductance plate 213 of a copper plate on the upper side thereof. The inductance plate 213 has a curved shape to absorb the stroke of the positive electrode plate 101 caused by the vertical movement.

整合回路部200は、装置本体に水平に固設された給電電極板210と、給電電極板210の下側に対向配置された第1電極板211と、給電電極板210の上側に対向配置された第2電極板212とから構成される。第2電極板212は、リード板212aを介してアースに接続されている。この構成により、整合回路部200は、給電電極板210と第2電極板212とからかるCpコンデンサと、給電電極板210と第1電極板211とからなるCsコンデンサと、Csコンデンサに直接接続されたCsインダクタンスとから形成される。   The matching circuit unit 200 is disposed opposite to the feed electrode plate 210 fixed horizontally to the apparatus main body, the first electrode plate 211 disposed opposite to the lower side of the feed electrode plate 210, and the upper side of the feed electrode plate 210. And a second electrode plate 212. The second electrode plate 212 is connected to the ground via a lead plate 212a. With this configuration, the matching circuit unit 200 is directly connected to the Cp capacitor consisting of the feeding electrode plate 210 and the second electrode plate 212, the Cs capacitor consisting of the feeding electrode plate 210 and the first electrode plate 211, and the Cs capacitor. And the Cs inductance.

整合回路部200は、図略のマッチングセンサで検出される、加熱処理に伴う負荷側インピーダンスのずれ量に応じて第1、第2電極板211,212を図略の各駆動部で個別に上下に移動することで、負荷側インピーダンスのずれを自動で抑制し、効率的な加熱処理を実現している。   The matching circuit unit 200 individually raises and lowers the first and second electrode plates 211 and 212 by drive units (not shown) according to the amount of deviation of the load side impedance associated with the heating process detected by the matching sensor (not shown). By shifting to the side, the shift of the load side impedance is automatically suppressed, and the efficient heating process is realized.

特開2000−292058号公報JP, 2000-292058, A

図6において、炉体100と整合回路部200との対向面の一部切欠部には、絶縁層材220が配置されている。インダクタンス板材213の上端は、絶縁層材220を介して上方に延設されて第1電極板211の下面に接続されている。インダクタンス板材213の上方への延長部分2131は、湾曲形状にされて、第1電極板211の上下移動によるストロークを吸収するべく湾曲形状にされている。整合回路部200におけるインダクタンス成分は、延長部分2131を有し、更に湾曲形状(より長尺)を採用していることで増大している。   In FIG. 6, an insulating layer material 220 is disposed in a partially cutaway portion of the facing surface of the furnace body 100 and the matching circuit unit 200. The upper end of the inductance plate member 213 is extended upward through the insulating layer material 220 and connected to the lower surface of the first electrode plate 211. The upwardly extending portion 2131 of the inductance plate member 213 is formed in a curved shape so as to absorb the stroke of the first electrode plate 211 due to the vertical movement. The inductance component in the matching circuit unit 200 has an extension portion 2131 and is increased by adopting a curved shape (longer length).

ところで、従来、高周波加熱用として3〜30MHzの高周波が利用されていたが、加熱目的や加熱対象物によっては、より高い周波数(30〜100MHz)が利用される場合がある。より高い周波数を利用する場合、整合回路部のインダクタンス値は、LC値と共振周波数との関係から、より小さくすることが好ましい。例えば図6において、延長部分2131のインダクタンス成分を低減することが望まれる。   By the way, although the high frequency of 3-30 MHz was conventionally used for high frequency heating, the higher frequency (30-100 MHz) may be used depending on the heating purpose or the heating target. When a higher frequency is used, the inductance value of the matching circuit unit is preferably smaller because of the relationship between the LC value and the resonance frequency. For example, in FIG. 6, it is desired to reduce the inductance component of the extension portion 2131.

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、インダクタンス値をより低減し得る整合回路を備えた誘電加熱装置を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above, and provides a dielectric heating device provided with a matching circuit capable of further reducing the inductance value.

請求項1に記載の誘電加熱装置は、高周波発生部と対向電極板を備えた加熱部との間に接続され、かつ装置本体において前記加熱部に隣接して配置された整合回路部と、前記整合回路部の整合条件を調整する駆動部とを備えた誘電加熱装置において、前記整合回路部は、前記高周波発生部の出力部に接続された給電電極板及び前記給電電極板の一方面に対向配置された第1電極板からなる第1コンデンサと、前記給電電極板及び前記給電電極板の他方面に対向配置され、アースに接続された第2電極板とからなる第2コンデンサと、前記対向電極板の一方の電極板と前記第1電極板との間に並列接続されたインダクタンス部材とを備え、前記第1電極板は、前記装置本体に固設されてなり、前記駆動部は、前記給電電極板を法線方向に移動させる第1駆動部と、前記第2電極板を法線方向に移動させる第2駆動部とを備えたことを特徴とするものである。   The dielectric heating device according to claim 1 is a matching circuit portion connected between the high frequency generating portion and the heating portion provided with the counter electrode plate and disposed adjacent to the heating portion in the device main body; In a dielectric heating apparatus including a drive unit for adjusting a matching condition of a matching circuit unit, the matching circuit unit faces a feed electrode plate connected to an output unit of the high frequency generation unit and one surface of the feed electrode plate A second capacitor comprising a first capacitor comprising a first electrode plate disposed; a second capacitor plate disposed opposite to the feeding electrode plate and the other surface of the feeding electrode plate and connected to the ground; An inductance member connected in parallel between one electrode plate of the electrode plate and the first electrode plate is provided, the first electrode plate is fixed to the apparatus main body, and the drive unit is Move the feed electrode plate in the normal direction That a first drive unit, is characterized in that a second drive unit for moving the second electrode plate in the normal direction.

従来のような第1電極板が移動する構造では、整合回路部内に移動可能に支持されるため、本来のL成分として機能するインダクタンス部材との中継用のインダクタンス部分が整合回路部内にさらに必要であったが、本発明のように、給電電極板を移動式として第1電極板を整合回路部内に固設する構造を採用することで、中継用のインダクタンス部分を設ける必要がなくなる。しかも、従来型では、このインダクタンス部分は第1電極板の移動ストローク分を吸収するべく湾曲させる必要があったため、インダクタンス成分がより大きなものとなっていたが、かかる課題も解消する。従って、インダクタンス分の低減が可能となることで、より高い高周波の利用に適したものとなる。また、中継用のインダクタンス部分がなくなる分、構造が簡素となる。   In the conventional structure in which the first electrode plate moves, since it is movably supported in the matching circuit portion, an inductance portion for relaying with the inductance member functioning as the original L component is further required in the matching circuit portion. However, as in the present invention, by adopting a structure in which the feeding electrode plate is movable and the first electrode plate is fixed in the matching circuit portion, it is not necessary to provide a relay inductance portion. Moreover, in the conventional type, since the inductance portion needs to be curved to absorb the movement stroke of the first electrode plate, the inductance component is larger, but this problem is also solved. Therefore, the reduction of the inductance can be made suitable for the use of higher frequencies. In addition, as the relay inductance portion is eliminated, the structure is simplified.

また、前記第1駆動部は、前記給電電極板と一体で前記第2電極板を移動させるものである。この構成によれば、給電電極板と一体で第2電極板が移動する態様としたので、第1コンデンサの静電容量が調整される間、第2コンデンサの静電容量は一定に維持される。かつ、第2コンデンサの静電容量のみが個別に調整可能となるので、給電電極板が移動するタイプであっても、整合条件の調整が容易となる。   Further, the first driving unit moves the second electrode plate integrally with the feeding electrode plate. According to this configuration, since the second electrode plate moves integrally with the feeding electrode plate, the capacitance of the second capacitor is maintained constant while the capacitance of the first capacitor is adjusted. . And, since only the capacitance of the second capacitor can be adjusted individually, it is easy to adjust the matching condition even if the type of feed electrode plate is moved.

また、前記装置本体は、前記加熱部の上部に前記インダクタンス部材の配設部を設け、その上部に前記整合回路部を配置する構造を有するもので、前記第1電極板は、前記整合回路部の底面部に固設されたものである。この構成によれば、第1電極板の下部からそのままインダクタンス部材が配置可能となり、構造が簡易となる。   Further, the device main body has a structure in which the disposition portion of the inductance member is provided on the upper portion of the heating portion and the matching circuit portion is disposed on the upper portion, and the first electrode plate is the matching circuit portion Fixed on the bottom of the According to this configuration, the inductance member can be disposed as it is from the lower part of the first electrode plate, and the structure is simplified.

また、本発明は、前記対向電極板の前記一方の電極板を法線方向に移動させる対向距離調整部を備えたものである。この構成によれば、被加熱物の高さ等のサイズ、インピーダンス、供給電力(パワー)に応じて電極板間距離を調整することが可能となる。   The present invention further comprises an opposing distance adjustment unit for moving the one electrode plate of the opposing electrode plate in the normal direction. According to this configuration, it is possible to adjust the distance between the electrode plates according to the size such as the height of the object to be heated, the impedance, and the supplied power (power).

また、前記加熱部は、前記対向電極板間に電極面と平行な方向の搬送部を設けたものである。この構成によれば、加熱処理の効率化が図れる。   Moreover, the said heating part provides the conveyance part of the direction parallel to an electrode surface between the said counter electrode plates. According to this configuration, the heat treatment can be made more efficient.

本発明によれば、インダクタンス値をより低減し得る整合回路を備えた誘電加熱装置が提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a dielectric heating device provided with a matching circuit capable of further reducing the inductance value.

本発明に係る誘電加熱装置の一実施形態を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows one Embodiment of the dielectric heating apparatus which concerns on this invention. 誘電加熱装置の加熱部、整合回路部及び容量可変機構部を示す概略正面断面図である。It is a schematic front sectional view showing the heating part of a dielectric heating device, a matching circuit part, and a capacity variable mechanism part. 電極板昇降機構の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of an electrode plate raising / lowering mechanism. 駆動力伝達機構部51A,52Aの一例を示す概略側断面図である。It is a schematic sectional side view which shows an example of driving force transmission mechanism part 51A, 52A. 整合回路部の各電極板のサイズの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the size of each electrode plate of a matching circuit part. 従来の誘電加熱装置の整合回路部を主とした概略正面断面図である。It is a schematic front sectional view mainly on the matching circuit part of the conventional dielectric heating device.

図1は、本発明に係る誘電加熱装置の一実施形態を示す回路構成図である。誘電加熱装置1は、所定周波数の高周波電力を出力する高周波発振器2、搬入された被加熱物Woを誘電加熱する加熱部3、及び高周波発振器2と加熱部3との間に介設された整合回路部4を備えている。また、誘電加熱装置1は、高周波発振器2と整合回路部4との間に介在された進行波・反射波電力センサ71、マッチングセンサ72、及びこれらのセンサ71,72に基づいて出力調整や整合回路部4に対する整合条件の調整を行う制御部73を備えている。高周波発振器2は、本実施形態では、40.68MHzの高周波電力を生成し、加熱部3に出力するものである。   FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a dielectric heating device according to the present invention. The dielectric heating device 1 includes a high frequency oscillator 2 that outputs high frequency power of a predetermined frequency, a heating unit 3 that dielectrically heats an object to be heated carried in, and a matching interposed between the high frequency oscillator 2 and the heating unit 3 A circuit unit 4 is provided. Also, the dielectric heating device 1 adjusts the output based on the traveling wave / reflected wave power sensor 71 interposed between the high frequency oscillator 2 and the matching circuit unit 4, the matching sensor 72, and these sensors 71 and 72. A control unit 73 is provided to adjust the matching condition for the circuit unit 4. In the present embodiment, the high frequency oscillator 2 generates high frequency power of 40.68 MHz and outputs it to the heating unit 3.

加熱部3は、被加熱物Woを加熱処理する筒状の炉体30(図2参照)を備え、その内部に対向電極板が配設された構造を有する。対向電極板は、上下に対向配置され所定サイズの銅製等の導電性の金属からなる正極の上電極板31と負極の下電極板32とを有する。上電極板31と下電極板32との間に高周波発振器2からの高周波電力を印加供給することで、被加熱物Woを誘電加熱する。被加熱物Woは、誘電加熱によって所定の用途、例えば乾燥処理に供される。13.56MHzに比して、より高い高周波を適用することで、電極間電圧の抑制が可能となり、また加熱効率が上昇し、例えば均一かつ乾燥効率を一層高めることが期待される。なお、加熱部3は、バッチ式でもよいし、下電極板32を周回して、被加熱物Woを自動搬送するコンベア33(図2参照)を配置した態様でもよい。   The heating unit 3 includes a cylindrical furnace body 30 (see FIG. 2) that heats the object to be heated Wo, and has a structure in which a counter electrode plate is disposed therein. The counter electrode plate has a positive electrode upper electrode plate 31 and a negative electrode lower electrode plate 32 which are disposed to face each other vertically and are made of a conductive metal such as copper of a predetermined size. The high frequency power from the high frequency oscillator 2 is applied and supplied between the upper electrode plate 31 and the lower electrode plate 32 to dielectrically heat the object to be heated Wo. The object to be heated Wo is subjected to a predetermined application, for example, a drying process by dielectric heating. By applying a higher frequency higher than 13.56 MHz, it is possible to suppress the voltage between the electrodes and to increase the heating efficiency, for example, it is expected to further improve the drying efficiency. The heating unit 3 may be a batch type, or may have a configuration in which a conveyor 33 (see FIG. 2) for automatically transporting the object to be heated Wo around the lower electrode plate 32.

整合回路部4は、高周波発振器2の出力部に接続される。整合回路部4は、高周波発振器2の出力部とアースとの間に介設される可変Cpコンデンサと、高周波発振器2の出力部とLsインダクタンスとの間に介設される可変Csコンデンサとを備え、さらにLsインダクタンスが可変Csコンデンサと上電極板31との間に介設されている。   The matching circuit unit 4 is connected to the output of the high frequency oscillator 2. Matching circuit unit 4 includes a variable Cp capacitor interposed between the output of high frequency oscillator 2 and the ground, and a variable Cs capacitor interposed between the output of high frequency oscillator 2 and the Ls inductance. Furthermore, an Ls inductance is interposed between the variable Cs capacitor and the upper electrode plate 31.

整合回路部4は、モータドライバ5を備えている。モータドライバ5は、モータ51、モータ52、及び必要に応じて採用される、Lsインダンクタンス用のモータ53を駆動させる駆動信号を出力する。モータ51は、可変Csコンデンサの静電容量を調整する。モータ52は、可変Cpコンデンサの静電容量を調整する。必用に応じて採用されるモータ53は、Lsインダクタンスのインダクタンス値を調整する。本実施形態では、モータ51,52は、可変Cs,Cpコンデンサの対向する電極間の距離を変更することで各静電容量を調整している。なお、整合回路部4は、可変Cs,Cpコンデンサの対向する電極間の距離を変更する容量可変機構部6を含み、その一例は、図2以降にて説明する。   The matching circuit unit 4 includes a motor driver 5. The motor driver 5 outputs a drive signal for driving the motor 51, the motor 52, and the motor 53 for Ls inductance, which is adopted as necessary. The motor 51 adjusts the capacitance of the variable Cs capacitor. The motor 52 adjusts the capacitance of the variable Cp capacitor. The motor 53, which is adopted as needed, adjusts the inductance value of the Ls inductance. In the present embodiment, the motors 51 and 52 adjust the electrostatic capacitances by changing the distance between the opposing electrodes of the variable Cs and Cp capacitors. The matching circuit unit 4 includes a variable capacity mechanism unit 6 that changes the distance between opposed electrodes of the variable Cs and Cp capacitors, and an example thereof will be described with reference to FIG.

進行波・反射波電力センサ71は、入力電力及び反射電力をそれぞれ継続して検出し、検出結果を制御部73に出力する。制御部73は、損失としての反射電力が所要レベルを超えたとき、あるいは入力電力に対して所定の比を超えたとき、出力調整乃至停止の制御を行う。マッチングセンサ72は、公知のセンサであり、高周波線路を流れる電流、電圧を検出してインピーダンス整合状態を示すZ信号を出力するZ信号出力部と、2個の検出コイルで検出した高周波線路を流れる電流に対応する電圧を合成して、位相の整合状態を示すφ信号を出力するφ信号出力部とを備えたものである。制御部73は、かかる出力信号を受けて、モータドライバ5を介して可変Cs,Cpコンデンサの静電容量、すなわち整合条件をフィードバック制御によって整合状態を維持するよう調整する。   The traveling wave / reflected wave power sensor 71 continuously detects the input power and the reflected power, and outputs the detection result to the control unit 73. The control unit 73 performs control of output adjustment or stop when the reflected power as a loss exceeds a required level or exceeds a predetermined ratio with respect to the input power. The matching sensor 72 is a well-known sensor, which detects a current flowing through the high frequency line and a voltage, and outputs a Z signal indicating an impedance matching state, and flows through the high frequency line detected by the two detection coils. And a .phi. Signal output unit for synthesizing a voltage corresponding to a current and outputting a .phi. Signal indicating a phase matching state. In response to the output signal, the control unit 73 adjusts the capacitance of the variable Cs and Cp capacitors, that is, the matching condition, to maintain the matching state by feedback control via the motor driver 5.

図2は、誘電加熱装置1の加熱部3、整合回路部4及び容量可変機構部6を示す概略正面断面図である。誘電加熱装置1は、図2に示すように、床面等に設置される、例えば枠体等から組み立てされた装置本体10と、装置本体10によって支持等される、下段側から加熱部3、整合回路部4及び容量可変機構部6を備えている。本実施形態では、加熱部3及び整合回路部4のLsインダクタンス材63は炉体30内に配置され、整合回路部4のCs,Cpコンデンサ、モータ51,52、容量可変機構部6は炉体30の上部に配置されている。また、本実施形態では、装置本体10は、2段構成の門型部11,12を備え、門型部11の上部に上電極板31の昇降を行う電極板昇降機構34が組み付けられている。   FIG. 2 is a schematic front sectional view showing the heating unit 3, the matching circuit unit 4 and the capacity variable mechanism unit 6 of the dielectric heating device 1. As shown in FIG. 2, the dielectric heating device 1 is installed on a floor surface or the like, for example, a device body 10 assembled from a frame or the like, and a heating unit 3 supported by the device body 10 from the lower side. The matching circuit unit 4 and the variable capacity mechanism unit 6 are provided. In the present embodiment, the Ls inductance material 63 of the heating unit 3 and the matching circuit unit 4 is disposed in the furnace 30, and the Cs and Cp capacitors, motors 51 and 52, and the capacity variable mechanism 6 of the matching circuit 4 are furnaces. Located at the top of the thirty. Further, in the present embodiment, the apparatus main body 10 includes the gate-shaped portions 11 and 12 having a two-stage configuration, and an electrode plate lifting mechanism 34 for moving the upper electrode plate 31 up and down is assembled on the gate shaped portion 11. .

下部に配置された炉体30は、図面の奥行き方向に搬入出口を有する筒状をした筐体である。炉体30内の下半部には、典型的には略同一サイズの上電極板31と下電極板32とが上下方向に対向して水平に配置されている。コンベア33は、下電極板32の周囲を周回するように配置され、図略のモータ等の駆動源によって下電極板32の周囲を周回する。被加熱物Woは、コンベア33によって炉体30内を搬入口から搬出口に向けて搬送されつつ、あるいはバッチ処理にて加熱処理される。なお、搬送方向に所要台数の誘電加熱装置1を連続配置することで、所望時間での加熱処理が可能になると共に、加熱の進行によって被加熱物Woのインピーダンスが大きく変化する場合であっても各誘電加熱装置1での整合条件を個別に調整するようにして対応することが可能となる。   The furnace body 30 disposed at the lower portion is a cylindrical casing having a loading / unloading port in the depth direction of the drawing. In the lower half of the furnace 30, an upper electrode plate 31 and a lower electrode plate 32 typically having substantially the same size are horizontally disposed facing each other in the vertical direction. The conveyor 33 is arranged to go around the lower electrode plate 32 and goes around the lower electrode plate 32 by a drive source such as a motor (not shown). The object to be heated Wo is subjected to heat treatment in a batch process while being conveyed by the conveyor 33 from the loading port toward the unloading port in the furnace body 30. By continuously arranging the required number of dielectric heating devices 1 in the transport direction, it becomes possible to perform the heating process for a desired time, and even if the impedance of the object to be heated Wo changes significantly due to the progress of heating. It becomes possible to respond | correspond as adjusting the matching conditions in each dielectric heating apparatus 1 separately.

炉体30のうち、上電極板31の上部には、Lsインダクタンスを構成する銅製等の金属板からなるLsインダクタンス材63が配置されている。Lsインダクタンス材63は、図2に示すように、上電極板31と、整合回路部4の後述する筐体40の底面に穿設された開口に付設された銅製の中継板42との間に、上電極板31の昇降ストロークを吸収するべく湾曲形状で接続されている。炉体30と筐体40との境界部位には、中継板42を支持する形で絶縁層材401が敷設されている。なお、Lsインダクタンス材63は、インダクタンス成分を低減するべく、より幅広の板状とされ、また原理的には1枚でも機能するが、この例では図面の奥行き方向に沿って複数並列接続された構成とすることが好ましい。また、中継板42と上電極板31間の可変インダクタンスの構造の例としては、公知のバリL(バリアブルインダクタンス)構造が適用可能であり、例えば中継板42とLsインダクタンス材63との間にリード線材(図略)を介在させ、このリード線材を中継板42から上電極板31までの経路を長短可変するショートカット用として、モータ53でLsインダクタンス材63との接触位置を長手方向(図1では上下方向に相当)に移動可能にする構成にすればよい。   The Ls inductance material 63 which consists of metal plates, such as a product made from copper which comprises Ls inductance, is arrange | positioned among the furnace bodies 30 and the upper electrode plate 31. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the Ls inductance material 63 is provided between the upper electrode plate 31 and a copper relay plate 42 attached to an opening formed in the bottom surface of the casing 40 of the matching circuit unit 4 described later. , And are connected in a curved shape to absorb the vertical stroke of the upper electrode plate 31. An insulating layer material 401 is laid at the boundary between the furnace body 30 and the housing 40 in such a manner as to support the relay plate 42. Note that the Ls inductance material 63 is formed into a wider plate shape to reduce the inductance component, and in principle, even one sheet functions, but in this example, a plurality of parallel connections are made along the depth direction of the drawing. It is preferable to set it as a structure. Further, as an example of the structure of the variable inductance between the relay plate 42 and the upper electrode plate 31, a known burr L (variable inductance) structure is applicable. For example, a lead between the relay plate 42 and the Ls inductance material 63 The motor 53 contacts the Ls inductance material 63 in the longitudinal direction (in FIG. 1) as a shortcut for changing the path from the relay plate 42 to the upper electrode plate 31 by inserting a wire (not shown). It may be configured to be movable in the vertical direction).

整合回路部4は、本実施形態では絶縁性で直方体形状の筐体40を備え、その内部には、図1に示す可変Cs,Cpコンデンサを構成するアルミニウム等の金属部材が配置されている。筐体40の上下方向の略中央には、長方形の給電電極板60が水平に配置されている。給電電極板60には高周波発振器2からの高周波電力が供給される。   The matching circuit unit 4 is provided with an insulating rectangular parallelepiped case 40 in the present embodiment, and a metal member such as aluminum constituting the variable Cs and Cp capacitor shown in FIG. 1 is disposed in the inside thereof. At substantially the center in the vertical direction of the housing 40, a rectangular feeding electrode plate 60 is horizontally disposed. The high frequency power from the high frequency oscillator 2 is supplied to the feeding electrode plate 60.

筐体40の底面部位には、絶縁層材401を介して長方形のCs電極板61が水平姿勢で固設されている。筐体40の天井と給電電極板60との間には、長方形のCp電極板62が水平に配置されている。Cp電極板62の上面側の適所には、筐体40の天井適所に配置されたアース部材との間に介設される銅製のリード板62aが、後述するCp電極板62の昇降ストロークを吸収するべく湾曲形状を有して接続されている。また、Cs電極板61の下面と中継板42とは電気的に接続されている。なお、中継板42に代えてCs電極板61がその機能を果たす構成でもよい。   A rectangular Cs electrode plate 61 is fixed in a horizontal posture on the bottom of the case 40 with an insulating layer 401 interposed therebetween. A rectangular Cp electrode plate 62 is horizontally disposed between the ceiling of the housing 40 and the feeding electrode plate 60. A copper lead plate 62a interposed between the Cp electrode plate 62 and a grounding member disposed at a suitable position on the ceiling of the housing 40 absorbs the lifting stroke of the Cp electrode plate 62 described later. It has a curved shape and is connected. Further, the lower surface of the Cs electrode plate 61 and the relay plate 42 are electrically connected. In addition, it may replace with the relay plate 42 and the Cs electrode plate 61 may be the structure which fulfill | performs the function.

かかる構成よって、上面視において給電電極板60とCs電極板61との重畳する範囲で可変Csコンデンサが構成され、同じく上面視において給電電極板60とCp電極板62との重畳する範囲で可変Cpコンデンサが構成される。   With this configuration, the variable Cs capacitor is configured in the overlapping range of the feeding electrode plate 60 and the Cs electrode plate 61 in top view, and variable Cp in the overlapping range of the feeding electrode plate 60 and Cp electrode plate 62 in top view A capacitor is configured.

容量可変機構部6は、給電電極板60とCp電極板62とを懸架構造で一体に支持し、かつモータ51で昇降させるCs昇降機構部601と、Cp電極板62を懸架構造で支持し、かつモータ52で、給電電極板60に対して相対昇降させるCp昇降機構部621とを備えている。なお、図2において、Cs昇降機構部601及びCp昇降機構部621は、支持及び昇降構造の原理を説明するための構成であって、実際には種々の形態が採用可能である。   The capacity variable mechanism 6 integrally supports the feeding electrode plate 60 and the Cp electrode plate 62 with a suspension structure, and supports the Cs raising and lowering mechanism 601 for raising and lowering with the motor 51 and the Cp electrode plate 62 with a suspension structure A Cp lifting mechanism 621 is provided to move the motor 52 up and down relative to the feeding electrode plate 60. In FIG. 2, the Cs lifting mechanism 601 and the Cp lifting mechanism 621 have a configuration for explaining the principle of the support and lifting mechanism, and in practice, various forms can be adopted.

まず、上電極板31の昇降を行う電極板昇降機構34の構造を、図2及び平面図である図3を用いて説明する。電極板昇降機構34は、昇降駆動力を出力するモータ340と、モータ340の昇降駆動力を上電極板31側に伝達する部位と、上電極板31を懸架する部位とから構成されている。具体的には、上電極板31を懸架すると共に昇降させる構造部とから構成される。図3において、昇降駆動力を上電極板31側に伝達する部位は、モータ340の回転軸342の回転力を直交する方向に分岐して伝達させる、2個の公知のベベルギアボックス341を備えている。2個の公知のベベルギアボックス341を用いることで、平面視コ字状に回転軸342が配置でき、それらの4隅の部位で、ネジが螺設された回転軸342の回転力を鉛直方向に変更するジャッキ部343が配置されている。各ジャッキ部343はそれぞれ鉛直のボールネジ344が内嵌されており、回転軸342と噛合して昇降する。なお、回転軸342の開放端(図3の左端部)は軸受345で支承されている。   First, the structure of the electrode plate lifting and lowering mechanism 34 for lifting and lowering the upper electrode plate 31 will be described with reference to FIG. 2 and FIG. 3 which is a plan view. The electrode plate lifting mechanism 34 includes a motor 340 for outputting a lifting drive force, a portion for transmitting the lifting drive force of the motor 340 to the upper electrode plate 31 side, and a portion for suspending the upper electrode plate 31. Specifically, the upper electrode plate 31 is suspended and structured to move up and down. In FIG. 3, a portion for transmitting the elevating driving force to the upper electrode plate 31 has two known bevel gear boxes 341 for dividing and transmitting the rotational force of the rotating shaft 342 of the motor 340 in the orthogonal direction. There is. By using two known bevel gear boxes 341, the rotary shaft 342 can be arranged in a U-shape in a plan view, and the rotational force of the rotary shaft 342 on which the screw is screwed in the vertical direction at the four corners thereof. A jack portion 343 to be changed is disposed. Each of the jacks 343 has a vertical ball screw 344 fitted therein, and engages with the rotating shaft 342 to move up and down. The open end (left end in FIG. 3) of the rotating shaft 342 is supported by a bearing 345.

ボールネジ344の下端には、図2に示すように枠状の昇降板346が取り付けられている。昇降板346の、例えば4隅には下方に向けて複数本の支柱311が立設され、下端でそれぞれ上電極板31を懸架支持している。かかる構造によって、モータ340が駆動されると、各ボールネジ344が昇降して、上電極板31が昇降する。これによって、被加熱物Woのサイズ等(特に高さ)に対応した上下電極板31,32間の間隙が設定可能となる。   At the lower end of the ball screw 344, as shown in FIG. 2, a frame-shaped lift plate 346 is attached. For example, at the four corners of the lift plate 346, a plurality of support columns 311 are erected downward, and the lower electrode supports the upper electrode plate 31 in a suspended manner. With this structure, when the motor 340 is driven, the ball screws 344 move up and down, and the upper electrode plate 31 moves up and down. By this, the gap between the upper and lower electrode plates 31 and 32 corresponding to the size and the like (especially the height) of the object to be heated Wo can be set.

次に、図2及び図4を用いて、駆動力伝達機構部51A,52A、Cs昇降機構部601及びCp昇降機構部621を説明する。   Next, with reference to FIGS. 2 and 4, the driving force transmission mechanism units 51A and 52A, the Cs elevation mechanism unit 601, and the Cp elevation mechanism unit 621 will be described.

まず、Cs昇降機構部601は門型部602を備え、門型部602は、その上部のモータ51を含む駆動力伝達機構部51Aによって昇降可能に支持されている。本実施形態では、モータ51を含む駆動力伝達機構部51Aは、図4に示すように、モータ51から下方に延びる出力軸511と、出力軸511の途中にネジが螺設されたボールネジ部512と、出力軸511を外嵌する軸受513と、内面にネジが螺設されたナット部514とを備えている。軸受513はその適所513aで装置本体10側に係合され、上下方向での位置が維持されている。また、ナット部514の側面には径方向に延設された係合部材515が取り付けられている。係合部材515は、後述する被係合部材524を上下方向に支持する。被係合部材524の下部には門型部602が取り付けられており、さらに装置本体10との間に介設されたガイドレール6031とスライダ6032とから構成されるリニアスライダ603によって、門型部602の昇降動作の安定性及び回転が規制されるように構成されている。   First, the Cs lifting mechanism 601 includes a gate-shaped portion 602, and the gate-shaped portion 602 is supported so as to be able to move up and down by a driving force transmission mechanism 51A including a motor 51 at the upper portion thereof. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the driving force transfer mechanism 51A including the motor 51 includes an output shaft 511 extending downward from the motor 51 and a ball screw portion 512 in which a screw is screwed in the middle of the output shaft 511. , A bearing 513 on which the output shaft 511 is fitted, and a nut portion 514 having a screw threaded on the inner surface. The bearing 513 is engaged with the device body 10 at an appropriate position 513a, and the position in the vertical direction is maintained. Further, an engaging member 515 extending in the radial direction is attached to the side surface of the nut portion 514. The engaging member 515 vertically supports an engaged member 524 described later. A gate-shaped portion 602 is attached to a lower portion of the engaged member 524, and further, the gate-shaped portion is formed by a linear slider 603 configured of a guide rail 6031 and a slider 6032 interposed between the gate-shaped portion 602 and the apparatus main body 10. The stability and rotation of the lifting and lowering operation of 602 are regulated.

この構成において、モータ51が回転すると、回転方向に応じてボールネジ部512の範囲内でナット部514が昇降し、これによって係合部材515が昇降し、さらに係合されている被係合部材524が昇降する。被係合部材524はモータ52を含む駆動力伝達機構部52Aと一体であることから、門型部602の昇降動作と共に門型部622の昇降動作も行う。その結果、モータ51の回転時には、給電電極板60及びCp電極板62が一体的に昇降される。   In this configuration, when the motor 51 is rotated, the nut 514 is moved up and down within the range of the ball screw 512 according to the direction of rotation, whereby the engaging member 515 is moved up and down, and the engaged member 524 is engaged. Rises and falls. Since the engaged member 524 is integral with the driving force transmission mechanism 52A including the motor 52, the elevation member 622 is moved up and down as well as the gate portion 602 is moved up and down. As a result, when the motor 51 rotates, the feeding electrode plate 60 and the Cp electrode plate 62 are integrally raised and lowered.

次に、Cp昇降機構部621は門型部622を備え、門型部622は、その上部のモータ52を含む駆動力伝達機構部52Aによって昇降可能に支持されている。本実施形態では、モータ52を含む駆動力伝達機構部52Aは、図4に示すように、モータ52から下方に延びる出力軸521と、出力軸521の途中にネジが螺設されたボールネジ部522と、出力軸521を外嵌する軸受523と、内面にネジが螺設されたナット部525とを備えている。軸受523は、その側面の一部に被係合部材524が取り付けられている。また、ナット部525の側面適所には支持部材526が係合されている。この支持部材526の下部には門型部622が取り付けられ、さらに門型部602との間に介設されたリニアスライダ623によって、昇降動作の安定性及び回転が規制されるように構成されている。   Next, the Cp lifting mechanism 621 is provided with a portal 622, and the portal 622 is supported so as to be capable of moving up and down by a driving force transmission mechanism 52A including a motor 52 at the upper part thereof. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the driving force transfer mechanism 52A including the motor 52 includes an output shaft 521 extending downward from the motor 52 and a ball screw 522 in which a screw is screwed in the middle of the output shaft 521. And a bearing 523 on which the output shaft 521 is fitted, and a nut 525 having a screw threaded on the inner surface. The bearing 523 has an engaged member 524 attached to part of its side surface. In addition, a support member 526 is engaged with the side of the nut 525. A portal 622 is attached to a lower portion of the support member 526, and a linear slider 623 interposed between the portal and the portal 602 restricts the stability and rotation of the elevating operation. There is.

この構成において、モータ51の静止中にモータ52が回転すると、回転方向に応じてボールネジ部522の範囲内でナット部525が昇降し、これによって支持部材526が昇降し、門型部622が昇降する。その結果、モータ52の回転時には、Cp電極板62のみが昇降する。   In this configuration, when the motor 52 rotates while the motor 51 is at rest, the nut 525 moves up and down within the range of the ball screw 522 according to the direction of rotation, thereby moving up and down the support member 526 and moving the portal 622 up and down. Do. As a result, when the motor 52 rotates, only the Cp electrode plate 62 moves up and down.

この構成によれば、モータ51で給電電極板60とCs電極板61との距離が変更でき、Csコンデンサの静電容量が調整される。このとき、給電電極板60とCp電極板62との距離は一定であるため、Cpコンデンサの静電容量は変動を受けない。また、モータ52で給電電極板60とCp電極板62との距離が変更でき、Cpコンデンサの静電容量が調整される。このとき、給電電極板60とCs電極板61との距離は一定であるため、Csコンデンサの静電容量は変動を受けない。このようにすれば、モータ51を駆動して可変Csコンデンサの容量の変更動作を、可変Cpコンデンサの静電容量を一定に維持した状態で行えるので、整合処理の制御が容易となる。   According to this configuration, the distance between the feeding electrode plate 60 and the Cs electrode plate 61 can be changed by the motor 51, and the capacitance of the Cs capacitor is adjusted. At this time, since the distance between the feeding electrode plate 60 and the Cp electrode plate 62 is constant, the capacitance of the Cp capacitor does not change. Further, the distance between the feeding electrode plate 60 and the Cp electrode plate 62 can be changed by the motor 52, and the capacitance of the Cp capacitor is adjusted. At this time, since the distance between the feeding electrode plate 60 and the Cs electrode plate 61 is constant, the capacitance of the Cs capacitor does not change. In this way, the motor 51 can be driven to change the capacity of the variable Cs capacitor while maintaining the capacitance of the variable Cp capacitor constant, so that control of the matching process becomes easy.

なお、本発明は、門型部602の昇降時に門型部622が一体で昇降する構成に限定されず、Cs電極板61が固設されていれば、公知の構成を適用して個々に昇降動作を行う態様でもよい。   Note that the present invention is not limited to the configuration in which the gate-shaped portion 622 integrally lifts and lowers when moving the gate-shaped portion 602 up and down, as long as the Cs electrode plate 61 is fixed, the known configuration is applied and raised and lowered individually. It may be an aspect of performing an operation.

図5は、整合回路部の各電極板のサイズの一例を示す平面図である。図5において、給電電極板60は、被加熱物Woのサイズ、加熱時間、発振出力及び周波数等に応じて設計されたサイズを有する。Cp電極板62は、給電電極板60のサイズに対応したもので、多少小サイズである。平面視において、重畳する対向部分の面積が静電容量を決定する一要素となる。Cs電極板61は、幅方向に短く、一方、被加熱物の搬送方向に対して給電電極板60より長尺に設計されている。なお、Cs電極板61の給電電極板60との対向面積は、例えばCp電極板62と給電電極板60との対向面積と略同一に設計されている。このように、Cs電極板61を搬送方向に給電電極板60よりも長尺にすることで、所定幅に設定されたLsインダクタンス材63の配設枚数を増やすなどして適宜の枚数に設定でき、また、被加熱物Woの搬入から搬出までの加熱時間をより長く確保することが可能となり、加熱効率の向上が図れる。   FIG. 5 is a plan view showing an example of the size of each electrode plate of the matching circuit section. In FIG. 5, the feed electrode plate 60 has a size designed according to the size of the object to be heated Wo, the heating time, the oscillation output, the frequency, and the like. The Cp electrode plate 62 corresponds to the size of the feeding electrode plate 60 and has a somewhat smaller size. In plan view, the area of the overlapping facing portion is one factor that determines the capacitance. The Cs electrode plate 61 is designed to be short in the width direction and longer than the feeding electrode plate 60 in the conveyance direction of the object to be heated. The facing area of the Cs electrode plate 61 with the feeding electrode plate 60 is designed to be substantially the same as, for example, the facing area of the Cp electrode plate 62 and the feeding electrode plate 60. As described above, by making the Cs electrode plate 61 longer than the feeding electrode plate 60 in the transport direction, the number of Ls inductance materials 63 set to a predetermined width can be increased, and the like can be set as appropriate. Also, the heating time from the loading to the unloading of the object to be heated Wo can be secured longer, and the heating efficiency can be improved.

また、前記実施形態では、上下方向に積層した構造を説明したが、これに限定されず、例えば横向き態様でも同様に適用可能である。また、前記実施形態では、高周波の場合で説明したが、本発明は、3〜30MHz、例えば13.56MHzの場合でも同様に適用可能である。   Moreover, in the said embodiment, although the structure laminated | stacked on the up-down direction was demonstrated, it is not limited to this, For example, even if it is a sideways aspect, it is applicable similarly. Further, although the case of the high frequency has been described in the above embodiment, the present invention is similarly applicable to the case of 3 to 30 MHz, for example, 13.56 MHz.

1 誘電加熱装置
10 装置本体
2 高周波発振器(高周波発生部)
3 加熱部
31 上電極板(対向電極板)
32 下電極板(対向電極板)
33 コンベア(搬送部)
34 電極板昇降機構(対向距離調整部)
4 整合回路部
5 モータドライバ(駆動部)
51 モータ(第1駆動部)
52 モータ(第2駆動部)
51A,52A 駆動力伝達機構部(第1駆動部、第2駆動部)
6 容量可変機構部
60 給電電極板
61 Cs電極板(第1電極板)
62 Cp電極板(第2電極板)
63 Lsインダクタンス材
Cs 可変Csコンデンサ(第1コンデンサ)
Cp 可変Cpコンデンサ(第2コンデンサ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 dielectric heating apparatus 10 apparatus main body 2 high frequency oscillator (high frequency generation part)
3 heating part 31 upper electrode plate (counter electrode plate)
32 Lower electrode plate (counter electrode plate)
33 Conveyor (Transporting Unit)
34 Electrode plate lifting mechanism (opposite distance adjustment unit)
4 Matching circuit 5 Motor driver (drive)
51 Motor (1st drive part)
52 Motor (2nd drive part)
51A, 52A Drive Force Transmission Mechanism (First Drive, Second Drive)
6 capacity variable mechanism portion 60 feeding electrode plate 61 Cs electrode plate (first electrode plate)
62 Cp electrode plate (second electrode plate)
63 Ls inductance material Cs variable Cs capacitor (first capacitor)
Cp Variable Cp capacitor (second capacitor)

Claims (5)

高周波発生部と対向電極板を備えた加熱部との間に接続され、かつ装置本体において前記加熱部に隣接して配置された整合回路部と、前記整合回路部の整合条件を調整する駆動部とを備えた誘電加熱装置において、
前記整合回路部は、前記高周波発生部の出力部に接続された給電電極板及び前記給電電極板の一方面に対向配置された第1電極板からなる第1コンデンサと、前記給電電極板及び前記給電電極板の他方面に対向配置され、アースに接続された第2電極板とからなる第2コンデンサと、前記対向電極板の一方の電極板と前記第1電極板との間に並列接続されたインダクタンス部材とを備え、
前記第1電極板は、前記装置本体に固設されてなり、
前記駆動部は、前記給電電極板を法線方向に移動させる第1駆動部と、前記第2電極板を法線方向に移動させる第2駆動部とを備えたことを特徴とする誘電加熱装置。
A drive unit connected between a high frequency generating unit and a heating unit provided with a counter electrode plate, and adjusting a matching condition of the matching circuit unit arranged in the apparatus main body adjacent to the heating unit and the matching circuit unit In a dielectric heating device comprising
The matching circuit unit includes a first capacitor including a feeding electrode plate connected to the output portion of the high frequency generation unit and a first electrode plate disposed opposite to one surface of the feeding electrode plate, the feeding electrode plate, and It is connected in parallel between a second capacitor, which is disposed opposite to the other surface of the feeding electrode plate and which is composed of a second electrode plate connected to the ground, and one electrode plate of the counter electrode plate and the first electrode plate. And an inductance member,
The first electrode plate is fixed to the device body,
The dielectric heating device according to claim 1, wherein the drive unit includes a first drive unit for moving the feeding electrode plate in the normal direction, and a second drive unit for moving the second electrode plate in the normal direction. .
前記第1駆動部は、前記給電電極板と一体で前記第2電極板を移動させる請求項1に記載の誘電加熱装置。   The dielectric heating apparatus according to claim 1, wherein the first driving unit moves the second electrode plate integrally with the feeding electrode plate. 前記装置本体は、前記加熱部の上部に前記インダクタンス部材の配設部を設け、その上部に前記整合回路部を配置する構造を有するもので、前記第1電極板は、前記整合回路部の底面部に固設されたものである請求項1又は2に記載の誘電加熱装置。   The device main body has a structure in which the placement portion of the inductance member is provided on the upper portion of the heating portion and the matching circuit portion is disposed on the upper portion, and the first electrode plate is a bottom surface of the matching circuit portion The dielectric heating device according to claim 1, wherein the dielectric heating device is fixed to a part. 前記対向電極板の前記一方の電極板を法線方向に移動させる対向距離調整部を備えた請求項1〜3のいずれかに記載の誘電加熱装置。   The dielectric heating device according to any one of claims 1 to 3, further comprising an opposing distance adjustment unit that moves the one electrode plate of the opposing electrode plate in the normal direction. 前記加熱部は、前記対向電極板間に電極面と平行な方向の搬送部を設けた請求項1〜4のいずれかに記載の誘電加熱装置。   The said heating part provided the conveyance part of the direction parallel to an electrode surface between the said counter electrode plates, The dielectric heating apparatus in any one of Claims 1-4.
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