JP2019179663A - 高周波加熱装置および高周波加熱方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・・ (1)
ここで、
P:単位体積あたりのエネルギー損失(=発熱量)[W/m3]
π:円周率
f:電磁波の周波数[s−1]
ε0:真空の誘電率[F/m]
εr”:物質の誘電損失[F/m]
E:電磁波の電場[V/m]
μ0:真空の透磁率[H/m]
μr”:物資の磁気損失[H/m]
H:電磁波の磁場[A/m]
σ:物質の電気伝導度[S/m]
である。
また、πfμ0μr”|H|2 と記されている第2項は磁性項ともよばれ、印加される電磁波の交番磁界によって、多くは導電体である被加熱物に生じる渦電流のジュール発熱による誘導発熱を示す項である。
更に、(1/2)σ|E|2 と記されている第3項は電流項と呼ばれ、印加される電磁波の電界によって生じる静電誘導電流によるジュール発熱を表す。
高周波を用いた誘電加熱装置の形態としては、図1に概略示すように、対向する一対の電極間に被加熱物を配置し、両電極間に高周波を印加して、被加熱物を高周波誘電加熱する形態のものが多い。電極形状は図1では略平板状となっているが、電極面を曲面等で構成する等、被加熱物の形状に合わせて、電極形状を変更することも可能である。
特徴1:急速加熱
一般的な加熱方法は、輻射加熱を除けば加熱源からの熱エネルギーが伝導、対流によって、いわばゆっくりと伝播してくるのが普通である。これに対し、電磁波による加熱は加熱に要するエネルギーが電磁波の形態で空間を光速で伝達して来るとも表現でき、急速な加熱が出来るのが特徴のひとつである。
特徴2:内部加熱
電磁波は被加熱物の物性にも因るが、その内部に浸透、透過しながら被加熱物に吸収され、熱エネルギーに変換される。したがって、加熱を被加熱物の表面からだけでなく内部から行なうことも可能である。
特徴3:選択加熱
被加熱物の物性によって、吸収される電磁波の波長(周波数)選択性がある。よって、複数の物質の混合物であっても、電磁波の波長を選択すれば特定の物質だけを選択的に加熱することも可能である。
尚、本実施例においては誘電体層として熱可塑性のフィルム20を用いているが、勿論本発明の効果は熱可塑性樹脂に限定されるものではなく、熱硬化性樹脂含め各種の誘電体(絶縁性)材料の加熱にもその効果を発揮できるものである。
2 下電極
3 上電極
4 絶縁部材
5 マッチング装置
6 高周波電源
7 上電極ベース
8 連結部材
9 電極昇降装置
10 加熱電極
11 被加熱物
12 筐体
13 電極辺縁
19 開繊された炭素繊維束
20 フィルム
20a 最外層のフィルム
21 炭素繊維プライ
22 フィルム辺縁
22a 最外層のフィルムの辺縁
23 炭素繊維プライ辺縁
Claims (8)
- 誘電体層と導電体層が交互に積層された構造を有する平板状の被加熱物を、対向する一対の電極間に配置し、該電極間に高周波を印加することにより前記被加熱物を加熱する高周波加熱装置であって、前記被加熱物の積層方向に見て最外層が誘電体層であることを特長とする高周波加熱装置。
- 前記積層方向に見た透視図において、前記誘電体層の少なくとも前記最外層の辺縁は、前記導電体層の辺縁よりも外側に存在することを特長とする請求項1に記載の高周波加熱装置。
- 前記積層方向に見た透視図において、前記誘電体層の少なくとも前記最外層の辺縁は、前記電極の辺縁よりも外側に存在することを特長とする請求項2に記載の高周波加熱装置。
- 前記積層方向に見た透視図において、前記導電体層の辺縁は、前記電極の辺縁よりも内側に存在することを特長とする請求項2又は3に記載の高周波加熱装置。
- 前記導電体層が炭素繊維を含むものであることを特長とする請求項1乃至4のいずれかに記載の高周波加熱装置。
- 前記誘電体層が、熱可塑性樹脂を含むものであることを特長とする請求項1乃至5のいずれかに記載の高周波加熱装置。
- 前記高周波の周波数が13MHz以上41MHz以下の範囲のものであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の高周波加熱装置。
- 誘電体層と導電体層が交互に積層された構造を有する平板状の被加熱物を、対向する一対の電極間に配置し、該電極間に高周波を印加することにより前記被加熱物を加熱する高周波加熱方法において、前記積層方向に見た透視図において、前記誘電体層の少なくとも最外層の辺縁が、前記導電体層の辺縁よりも外側に存在する状態で前記被加熱物を加熱することを特長とする高周波加熱方法。
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JP2018068076A JP2019179663A (ja) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 高周波加熱装置および高周波加熱方法 |
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2018
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