JP4743838B2

JP4743838B2 - マイクロ波連続照射式加熱装置

Info

Publication number: JP4743838B2
Application number: JP2005006382A
Authority: JP
Inventors: 良成菅沼; 哲也高富; 太一伊集院
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2025-01-13
Also published as: JP2006196299A

Description

本発明は、搬送路に沿って複数個所に設けた各マイクロ波発信器からのマイクロ波照射により搬送中の物品を連続的に加熱するようなマイクロ波連続照射式加熱装置に関し、特に、容器入り食品等を搬送しながら加熱殺菌するのに好適なマイクロ波連続照射式加熱装置に関する。

マイクロ波（高周波）の照射により物品を加熱するマイクロ波加熱装置（高周波加熱装置）については電子レンジ等により従来から広く一般的に知られているが、そのようなマイクロ波の照射による加熱を、搬送中の物品に対して連続的に行なうことで、搬送しながら物品の全体を均一に加熱するということも従来から行なわれている。

そのようなマイクロ波の連続的な照射による搬送中の物品の加熱について、下記の特許文献１には、「隣接して直線上に並べられた複数個のキャビティと、これを貫通するコンベアベルトと、ベルト駆動用モーターと、各々のキャビティに設けられた高周波照射源と、制御器と、ベルト速度選択器および出力選択器とを有し、制御器は高速照射源をＯＮ−ＯＦＦサイクル運転させ、隣接するキャビティ間のＯＮ時間割合の変化比率は指数関数またはそれを近似する複数の直線に従うと共に、出力選択器により選択された出力に対応する所定の割合で全てのキャビティのＯＮ時間を減じ、ＯＦＦ時間を増加させ、ベルト速度選択器により選択された速度で駆動用モーターを回転せしめる事を特徴とするトンネル式高周波連続炉」というマイクロ波（高周波）連続照射式の加熱装置が開示されている。
特開平１１−３４５６８４号公報

ところで、搬送路に沿った複数個所からのマイクロ波照射により、搬送中の物品に対してマイクロ波を連続的に照射することで、物品の全体を均一に加熱しようとする場合、対象となる物品の形状や大きさに合わせて、その物品の全体がマイクロ波の連続的な照射により均一に加熱されるように、それぞれの個所でのマイクロ波の照射位置を適切に設定しているが、対象となる物品の形状や大きさが変わると、その設定のままでは、それぞれの個所でのマイクロ波照射による物品の加熱部分が変わるために、物品の全体を均一に加熱することができないことになる。

これに対して、上記の特許文献１に開示された従来公知のマイクロ波連続照射式加熱装置（トンネル式高周波連続炉）の場合には、対象となる物品の形状や大きさが変わっても、試行運転による物品の加熱の結果に基づいて、出力選択器により選択された出力に応じて各々のキャビティに設けられた高周波照射源のＯＮ−ＯＦＦサイクル運転を制御すると共に、ベルト速度選択器により選択された速度で駆動用モーターを回転させることにより、搬送されている物品の全体を均一に加熱することも可能であるとは思われる。

しかしながら、そのような従来公知の装置では、各キャビティの高周波照射源が定位置に固定されて、搬送中の物品に対して定位置から高周波（マイクロ波）を連続的に照射していることから、高周波照射源の出力とコンベアベルトの速度とを任意に設定するだけで物品の全体を均一加熱しようとする場合に、その設定値の選定が難しくなるものと予想され、特に、自己対流を起こさない物品が加熱対象である場合には、物品の全体を均一加熱できるような設定値の選定が実際上は非常に困難なものになると思われる。

本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、搬送中の物品の全体を均一に加熱するためのマイクロ波連続照射式加熱装置について、加熱対象となる物品の形状や大きさが変わっても、その度に各個所でのマイクロ波照射の出力や搬送速度などの設定値を変更することなく、搬送中の物品を容易に均一加熱できるようにすることを課題とするものである。

本発明は、上記のような課題を解決するために、マグネトロンと導波管とを備えたマイクロ波発信器を、物品の搬送路に沿って複数個所に設けることで、各マイクロ波発信器からのマイクロ波照射により搬送中の物品を連続的に加熱するようなマイクロ波連続照射式加熱装置において、物品の搬送路に対して固定的に設置された取付部分に対して、マイクロ波発信器が垂直方向と左右方向に移動可能な大きさの貫通孔が穿設されており、各マイクロ波発信器のそれぞれが個別に、マイクロ波発信器に形成されたフランジ部と取付部分との間に適当数のスペーサーを任意に介装させ、また、取付部分に穿設された貫通孔の範囲内でマイクロ波発信器を任意に移動させることにより、物品の搬送方向に対して垂直方向と左右方向の両方に移設可能に設置されていることを特徴とするものである。

上記のような本発明のマイクロ波連続照射式加熱装置によれば、各個所に設置されたマイクロ波発信器を、それぞれ個別に、垂直方向に移設したり、左右方向に移設したり、或いは、垂直方向と左右方向にそれぞれ移設したりすることで、各個所でのマイクロ波照射による物品の加熱部分を容易に変更することができる。そのため、加熱対象となる物品の形状や大きさが変わっても、試行運転による物品の各部分の加熱結果に基づいて、各個所毎に個別にマイクロ波発信器を適当な位置に移設することにより、各個所でのマイクロ波照射の出力や搬送速度などを変えることなく、それぞれの個所で物品の所望部分をマイクロ波照射により加熱することができて、その結果、加熱対象となる物品が自己対流を起こさないものであっても、各個所のマイクロ波発信器による連続的なマイクロ波照射によって物品の全体を均一に加熱することができる。

搬送中の物品の全体を均一に加熱するためのマイクロ波連続照射式加熱装置について、加熱対象となる物品の形状や大きさが変わっても、その度に各個所でのマイクロ波照射の出力や搬送速度などの設定値を変更することなく、搬送中の物品を容易に均一加熱できるようにするという目的を、最良の形態として以下の実施例に具体的に示すように、マグネトロンと導波管とを備えたマイクロ波発信器を、物品の搬送路に沿って複数個所に設けることで、各マイクロ波発信器からのマイクロ波照射により搬送中の物品を連続的に加熱するようなマイクロ波連続照射式加熱装置において、物品の搬送路に対して固定的に設置された取付部分に対して、マイクロ波発信器が垂直方向と左右方向に移動可能な大きさの貫通孔を穿設して、各マイクロ波発信器のそれぞれが個別に、マイクロ波発信器に形成されたフランジ部と取付部分との間に適当数のスペーサーを任意に介装させ、また、取付部分に穿設された貫通孔の範囲内でマイクロ波発信器を任意に移動させることにより、物品の搬送方向に対して垂直方向と左右方向の両方に移設可能に設置するということで実現した。

本発明のマイクロ波連続照射式加熱装置の一実施例について以下に説明すると、図１に示すように、本実施例のマイクロ波連続照射式加熱装置１では、マグネトロン１０ａと導波管１０ｂとを備えたマイクロ波発信器１０が、物品２の搬送方向（搬送路３ａの長手方向）に沿って複数個所（Ａ〜Ｄの４個所）に設けられており、この各マイクロ波発信器１０（Ａ〜Ｄ）からのマイクロ波照射によって、搬送中の物品２を連続的に加熱することで、物品２の全体を均一に加熱するようにしている。

なお、それぞれのマイクロ波発信器１０（Ａ〜Ｄ）でのマグネトロン１０ａの出力については、工業用の大型のものは好ましくなく、過加熱を防ぐためには、５００〜１０００Ｗ（好ましくは６００Ｗ）程度の家庭用の電子レンジに使用される小型のマグネトロンを使用することが好適である。

装置１のハウジングとなる部分では、複数（４基）のマイクロ波発信器１０（Ａ〜Ｄ）が設置されるトンネル状のマイクロ波照射室１２に対して、その入口側と出口側とに、マイクロ波照射室１２の内部に照射されたマイクロ波が外部に飛散しないように、トンネル状の前室１１と後室１３とがそれぞれ画成されており、物品２を搬送するための搬送路３ａは、トンネル状に続く前室１１とマイクロ波照射室１２と後室１３とを通り抜けるように設けられている。この搬送路３ａは、マイクロ波を反射させずに透過させるプラスチック製の無端ベルトを備えたベルトコンベア３によるものであって、このベルトコンベア３で、縦方向と水平方向に循環する無端ベルトの上側水平面が、物品２を搬送するための搬送路３ａとなる。

そのようなベルトコンベア３による搬送路３ａの上に移載された物品２は、ベルトコンベア３の駆動（無端ベルトの循環移動）により、装置１のハウジング内部を搬送方向に移動するように搬送されて、前室１１を通過してから、マイクロ波照射室１２を通過する間にマイクロ波の連続的な照射により加熱され、後室１３を通過して装置１のハウジング部分から送り出された後、ベルトコンベア３による搬送路３ａの上から排出される。

なお、本実施例では、物品２は、マイクロ波を反射させずに透過させるプラスチック製の台４の上に載置された状態で、ベルトコンベア３により搬送しているが、この台４の代わりに、物品２を収納して物品２の外側を薄い水膜で覆うことができるプラスチックケースを使用しても良いし、搬送路３ａ（無端ベルトの上側水平面）の上に物品２を直接に載置するようにしても良いものである。

加熱対象となる物品２については、マイクロ波を透過させる材料で作られた容器内に食品を充填・密封した容器入り食品等であって、例えば、プラスチック製のカップに食料品を充填してカップの開口部をヒートシール蓋で密封したようなカップ入り食品や、スタンディングパウチやピロー型パウチ等による袋入り食品等がある。また、内容物となる食品等については、マイクロ波の照射を受けて発熱する水分を含むものであれば、固形物から液体まで何でも良く、特に限定されるものではない。

搬送中の物品２を加熱するためのマイクロ波照射室１２では、その天井部分１２ａに、図２に示すように、物品２の搬送方向に沿って、複数個所（４個所）に方形の貫通穴１４が穿設されており、それぞれの貫通穴１４において、導波管１０ｂ（マイクロ波照射部となる部分）を上方からマイクロ波照射室１２の内部に差し込むように、マイクロ波発信器１０（Ａ〜Ｄ）がそれぞれ設置されている。

そのようにマイクロ波照射室１２の内部に導波管１０ｂを配置し、且つ、マイクロ波照射室１２の外部にマグネトロン１０ａを配置するように、各貫通孔１４の位置に設置される各マイクロ波発信器１０（Ａ〜Ｄ）のそれぞれでは、マグネトロン１０ａと導波管１０ｂとの間にフランジ部１０ｃを設けて、このフランジ部１０ｃにより貫通穴１４を余裕を持って完全に閉鎖することで、導波管１０ｂから照射されたマイクロ波が貫通孔１４からマイクロ波照射室１２の外部に漏れないようにしている。なお、図示していないが、フランジ部１０ｃに支柱を立てると共に、天井部分１２ａにクリンパを設置して、このクリンパによりフランジ部１０ｃの支柱を挟むことで、マイクロ波発信器１０（Ａ〜Ｄ）を固定するようにしても良い。

ところで、上記のような本実施例のマイクロ波連続照射式加熱装置１において、複数（４基）のマイクロ波発信器１０（Ａ〜Ｄ）は、それぞれが個別に、搬送方向に対して垂直方向と左右方向の両方に移設可能となっている。即ち、それぞれのマイクロ波発信器１０（Ａ〜Ｄ）では、図３に示すように、マイクロ波照射室１２の天井部分１２ａとマイクロ波発信器１０のフランジ部１０ｃとの間に適当数のスペーサー１５を任意に介装させることで、スペーサー１５の枚数分だけマイクロ波発信器１０を垂直方向に任意に移設することができ、また、図４に示すように、マイクロ波照射室１２の天井部分１２ａに穿設された貫通孔１４の横幅を、マイクロ波発信器１０の導波管１０ｂの横幅よりも大きくすることで、貫通孔１４の横幅の範囲でマイクロ波発信器１０を左右方向に任意に移設できるようにしている。

具体的には、図３および図４に示すように、搬送方向の上流側から下流側の順に、一つめのマイクロ波発信器１０（Ａ）では、フランジ部１０ｃを天井部分１２ａに直接に接触させ、且つ、導波管１０ｂを貫通孔１４の中央に位置させた状態（基本位置からマイクロ波発信器１０を移設していない状態）としており、二つめのマイクロ波発信器１０（Ｂ）では、フランジ部１０ｃと天井部分１２ａとの間に一枚のスペーサー１５を介装させ、且つ、導波管１０ｂを貫通孔１４の右側に寄せた状態に移設しており、三つめのマイクロ波発信器１０（Ｃ）では、フランジ部１０ｃと天井部分１２ａとの間に一枚のスペーサー１５を介装させ、且つ、導波管１０ｂを貫通孔１４の左側に寄せた状態に移設しており、四つめのマイクロ波発信器１０（Ｄ）では、フランジ部１０ｃと天井部分１２ａとの間に二枚のスペーサー１５を介装させ、且つ、導波管１０ｂを貫通孔１４の中央に位置させた状態に移設している。

それにより、搬送方向の上流側から下流側に搬送される物品２に対して、先ず、一つめのマイクロ波発信器１０（Ａ）では、近い位置から物品２の中央にマイクロ波を照射し、次いで、二つめのマイクロ波発信器１０（Ｂ）では、少し離れた位置から物品２の右側にマイクロ波を照射し、次いで、三つめのマイクロ波発信器１０（Ｃ）では、少し離れた位置から物品２の左側にマイクロ波を照射し、最後に、四つめのマイクロ波発信器１０（Ｄ）では、遠い位置から物品２の中央にマイクロ波を照射することで、物品２は、その中央下部、右側中間部、左側中間部、および中央上部の順に連続的に加熱されて、物品２の全体が均一に加熱されるようになっている。

上記のような実施例のマイクロ波連続照射式加熱装置１によれば、搬送される物品２の形状や大きさが変わったとしても、試行運転による物品の各部分の加熱結果に基づいて、各個所に設置されたマイクロ波発信器１０（Ａ〜Ｄ）を、それぞれ個別に、垂直方向に移設したり、左右方向に移設したり、或いは、垂直方向と左右方向にそれぞれ移設したりすることで、各個所でのマイクロ波照射の出力や搬送速度などを変えることなく、それぞれの個所で物品２の所望部分をマイクロ波照射により加熱することができて、その結果、加熱対象となる物品２が自己対流を起こさないものであっても、各個所のマイクロ波発信器１０（Ａ〜Ｄ）による連続的なマイクロ波照射によって物品２の全体を均一に加熱することができる。

以上、本発明のマイクロ波連続照射式加熱装置の一実施例について説明したが、本発明は、上記の実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、マイクロ波発信器の設置数については、４基に限らず、適宜の個数で良いものであり、また、マイクロ波発信器のマイクロ波照射室への設置については、天井部分に限らず、底板部分に設置したり、天井部分と底板部分の両方に設置したり、一方又は両方の側壁部分に設置したりすることも可能であり、また、各個所でのマイクロ波発信器の移設については、図３および図４に示したような状態の移設に限らず、加熱対象となる物品の形状や大きさに応じて適宜に選択されるものである等、適宜に設計変更可能なものであることはいうまでもない。

本発明のマイクロ波連続照射式加熱装置の一実施例について、マイクロ波発信器を移設していない状態での装置全体を示す断面側面図。図１に示したマイクロ波発信器を移設していない状態での装置全体について、マイクロ波照射室の天井上面に沿ってマイクロ波発信器の導波管の部分を切断した状態で示す部分断面上面図。図１に示した装置について、マイクロ波発信器の垂直方向への移設状態の一例を示す断面側面図。図１に示した装置について、マイクロ波発信器の左右方向への移設状態の一例を示す部分断面上面図。

符号の説明

１マイクロ波連続照射式加熱装置
２物品
３ベルトコンベア
３ａ（ベルトコンベアによる）搬送路
１０マイクロ波発信器
１０ａ（マイクロ波発信器の）マグネトロン
１０ｂ（マイクロ波発信器の）導波管
１２マイクロ波照射室
１４（マイクロ波照射室の天井部分の）貫通孔
１５スペーサー

Claims

マグネトロンと導波管とを備えたマイクロ波発信器を、物品の搬送路に沿って複数個所に設けることで、各マイクロ波発信器からのマイクロ波照射により搬送中の物品を連続的に加熱するようなマイクロ波連続照射式加熱装置において、物品の搬送路に対して固定的に設置された取付部分に対して、マイクロ波発信器が垂直方向と左右方向に移動可能な大きさの貫通孔が穿設されており、各マイクロ波発信器のそれぞれが個別に、マイクロ波発信器に形成されたフランジ部と取付部分との間に適当数のスペーサーを任意に介装させ、また、取付部分に穿設された貫通孔の範囲内でマイクロ波発信器を任意に移動させることにより、物品の搬送方向に対して垂直方向と左右方向の両方に移設可能に設置されていることを特徴とするマイクロ波連続照射式加熱装置。