JP5480832B2 - マイクロ波乾燥機 - Google Patents
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Description
上記開口部に開閉可能な状態で取り付けられる開閉扉と、
上記乾燥室本体に接続され被乾燥物の減圧雰囲気下での乾燥を可能にする真空ポンプからなる減圧装置と、
上記乾燥室本体に取り付けられ、該乾燥室本体内に収容される被乾燥物に向けてマイクロ波を照射して被乾燥物を乾燥させるマイクロ波照射装置と、
上記開閉扉が閉塞状態にある時、上記開口部の外方の上記乾燥室本体と上記開閉扉の対向面に位置して上記乾燥室内を気密状態にするシール部材を備えたシール構造と、
上記開口部と上記シール構造との中間経路上に設けられ、先端部がL字状に折り曲げられた同形状、同サイズの第1チョークと第2チョークがそれぞれ対向する位置に配置されていて、上記開口部側に位置する第1チョークと、上記シール構造側に位置する第2チョークと、が向い合わせになるように周方向に所定ピッチで連続的に配置されたダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構と、を具備してなるマイクロ波乾燥機において、
上記乾燥室本体内には、被乾燥物が収容されたコンテナを支持する下端部に上面遮蔽板を備えたコンテナ支持フレームと、上記乾燥室本体内の底面に設けられ、上端部に下面遮蔽板を備えたベースフレームと、上記上面遮蔽板と上記下面遮蔽板とによって挟まれた遮蔽空間内に設けられ、乾燥室本体内に収容された被乾燥物の重量を計測する重量計測器と、が配置されており、
上記重量計測器が配置されている上記遮蔽空間の外方側周部に、上記上面遮蔽板に設けられ、先端部がL字状に折り曲げられた同形状、同サイズの第1チョークと第2チョークがそれぞれ対向する位置に配置されていて、上記第1チョークと第2チョークとが向い合わせになるように周方向に所定ピッチで連続的に配置されて下面遮蔽板に臨ませたダブルチョーク一体構造のマイクロ波影響防止機構が設けられ、
上記遮蔽空間の外方には、上記上面遮蔽板と上記下面遮蔽板と上記マイクロ波影響防止機構とを被覆するマイクロ波遮断パネルが配設されていて、上記遮蔽空間をマイクロ波から遮蔽するように構成したことを特徴とするものである。
また、上記開口部と上記シール構造との中間経路上に配置したダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構の採用によって、マイクロ波漏洩防止機構の外方へのマイクロ波の漏洩が高レベルで高周波回路的に防止される。従って、上記シール構造に対するマイクロ波の被曝が防止されるから該マイクロ波の被曝によって生ずるシール部材の劣化が防止される。
また、上記遮蔽空間の外方側周部にチョーク構造のマイクロ波影響防止機構を配置した場合には、乾燥室内に供給されたマイクロ波の遮蔽空間内への流入が防止されるから重量計測器に与えるマイクロ波の影響が防止されて被乾燥物の正確な重量計測結果が得られるようになる。
また、上記遮蔽空間の外方に上記上面遮蔽板と下面遮蔽板とマイクロ波影響防止機構とを被覆するマイクロ波遮断パネルを配設した場合には、遮蔽空間内へのマイクロ波の流入が構造的にも防止されるから、マイクロ波の遮蔽効果が一層高まって、更に正確な重量計測結果が得られるようになる。
また、上記開閉扉が閉塞状態にある時、開閉扉を押圧する押圧シリンダを設けた場合には、上記シール構造によるシール性が向上するから、乾燥室内部の気密性が高まって品質の良い被乾燥物を一層効率良く製造できるようになる。
また、重量計測器へのマイクロ波の影響が防止されるから被乾燥物の乾燥を途中で中断することなく、正確に被乾燥物の重量変化を計測しながら連続的で効率の良いマイクロ波による乾燥が可能になる。
尚、第1の実施に形態によるマイクロ波乾燥機1Aは、マイクロ波照射装置9の最大可変出力が1.9kw程度の小型、中型のマイクロ波乾燥機であり、第2の実施の形態によるマイクロ波乾燥機1Bは、マイクロ波照射装置9の最大可変出力が3.8kw程度の大型のマイクロ波乾燥機である。
本実施の形態によるマイクロ波乾燥機1Aは、被乾燥物Aを収容する一例として前面に開口部3を備えた乾燥室本体5Aと、上記開口部31に開閉可能な状態で取り付けられる回動片開き式の開閉扉7Aと、上記乾燥室本体5Aの一例として上面に取り付けられるマイクロ波照射装置9と、上記開口部3の外方における上記乾燥室本体5Aの前面に当接するように上記開閉扉7Aの一例として背面に設けられるシール部材11を備えたシール構造13と、上記開口部3と上記シール構造13との中間経路63上に設けられる第1チョーク17と第2チョーク19とを備えるダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構21と、を具備することによって基本的に構成されている。
また、上記乾燥室25Aの一例として後方の空間には、上記乾燥室25A内の気圧を減圧する減圧装置の一例である真空ポンプ33が配置されており、上記乾燥室25Aと真空ポンプ33との間には図示しないエア配管が接続されている。
また、上記開閉扉7Aの前面の上縁と下縁には、一例として2ヶ所ずつ回転式のロックハンドル45が設けられており、該ロックハンドル45の先端の係止爪47が上記乾燥室本体5の前面に設けられている係止フック49に係止されることによって開閉扉7Aの閉塞状態がロックできるように構成されている。
尚、上記ターンテーブル37の下面の中心には、乾燥室本体5Aの底面部に設けられる軸受ブロック51によって回転自在に支持されている回転軸53が鉛直方向下方に向けて延長形成されている。
そして、上記回転軸53の下端部には、カップリング55が配置されており、該カップリング55を介して、下方に設けられるギアモータ57の出力軸の回転が上記回転軸53に伝達されるように構成されている。
乾燥室本体5Aは、一例として前面に矩形状の開口部3が形成されている矩形筺体状の部材で、上記開口部3の周囲外方の前面が次に述べる開閉扉7Aの背面に設けられるシール構造13に対向するシール面61になっている。
また、上記シール構造13の内方における開閉扉7Aの背面にはマイクロ波漏洩防止機構21が設けられている。
具体的には、図8に示すように開閉扉7Aの背面から垂直に立ち上げられた長尺な遮蔽板65の上端縁に先端部67が基端部69に対して90°折り曲げられた断面L字形状の第1チョーク17を設け、該遮蔽板65の下端縁に上記第1チョーク17と同形状、同サイズの第2チョーク19を上記第1チョーク17と対向する位置に配置することによってマイクロ波漏洩防止機構21が構成されている。
因みに、このような寸法設定を採用することによって、上記中間経路63中に上記波長λの1/4の長さの迂回路が形成され、該迂回路での反射波と上記接続点Bから中点Oに向かう波との位相差が上記波長λの1/2になって互いに打ち消し合うことになり、乾燥室25外へのマイクロ波の漏洩が防止されるのである。
まず、乾燥させる被乾燥物Aをコンテナ59等の容器に入れ、グリップ41を握って開閉扉7Aを手前に開き、開口部3から乾燥室本体5A内のターンテーブル37上に載置する。
次に、グリップ41を握り開閉扉7Aを閉めて開口部3を閉塞状態にする。続いて、ロックハンドル45を握り所定の方向にロックハンドル45を回してロックハンドル45の係止爪47を乾燥機本体5Aの前面に設けられている係止フック49に係止して開閉扉7Aの閉塞状態をロックする。
また、ギアモータ57を起動してターンテーブル37と該ターンテーブル37上に載置されているコンテナ59を被乾燥物Aとともに所定の回転数で回転させる。
更に、マイクロ波照射装置9を起動して乾燥室25A内の被乾燥物Aに向けてマイクロ波を照射し、図示しない冷却ファンを起動してマイクロ波照射装置9と乾燥室25A内の温度上昇を防止する。
この時、乾燥室25内の気密性は、シール構造13により開閉扉7A背面のシール部材11が乾燥室本体5Aの前面のシール面61に圧接されることによって保たれており、マイクロ波の乾燥室25A外への漏洩は、上述したマイクロ波漏洩防止機構21による作用で高周波回路的に防止されている。
この比較試験では、本実施の形態によるマイクロ波乾燥機1Aからマイクロ波漏洩防止機構21を取り除いたものと、そのまま取り付けたものの2種類について、マイクロ波周波数2.45GHz、マイクロ波出力が0.07Aの条件下で開閉扉7の全周について電力密度測定器を使用して電力密度の測定を行った。
一方、マイクロ波漏洩防止機構21を取り外した場合の電力密度は8〜10mW/cm2 以上となり、上記電力密度安全基準に適合しないという結果が得られた。
本実施の形態によるマイクロ波乾燥機1Bは、前述した第1の実施の形態によるマイクロ波乾燥機1Aよりも大型の大容量タイプのマイクロ波乾燥機になっている。尚、装置の大型化に伴なって形状、大きさ、構造及び配置が前記第1の実施の形態と相違するが、前記第1の実施の形態でも構成部材になっていた乾燥室本体5、開閉扉7B、マイクロ波照射装置9、シール構造13、マイクロ波漏洩防止機構21、真空ポンプ33等の基本的構成部材は、そのまま備えられている。
従って、ここでは、前記第1の実施の形態と構成を大きく異にする開閉扉7Bの構成と該開閉扉7Bの支持機構77と、シール構造13及びマイクロ波漏洩防止機構21の配設態様と、上記重量計測器71の構成及びその接続態様と、上記コンテナ59の支持構造79の構成を中心にして説明する。
このマイクロ波乾燥機1Bは、横に長い矩形枠状の支持架台23Bに対して一例として向って右側の上部に前面が開放された角箱状の乾燥室本体5Bを備えている。また、該乾燥室本体5Bの前面の開口部3の前方には、図10中左方に延びるガイドレール81を備えた開閉扉7Bの支持機構77と、該支持機構77によって支持される左右スライド式の開閉扉7Bが配設されている。
また、上記乾燥室本体5Bの上方には2基のマイクロ波照射装置9、9が左右に並設されており、乾燥室25Bの内部上方には2組のスターラー83、83が吊り下げられた状態で左右に並設されている。
また、本実施の形態では、開閉扉7Bの背面の外周部がシール面61になっており、該シール面61と対向する乾燥室本体5Bの前面に前記第1の実施の形態と同様のシール構造13とマイクロ波漏洩防止機構21が設けられている。
従って、第1チョーク17と第2チョーク19が前方に張り出した状態でマイクロ波漏洩防止機構21は取り付けられている。また、シール構造13とマイクロ波漏洩防止機構21のその他の構成については、前記第1の実施の形態と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
即ち、上記乾燥室本体5Bの前面の上下には図13に示すように左右方向に延びる長尺なガイドレール81、81が水平に設けられており、上記開閉扉7Bの上縁部と下縁部の左右に上記ガイドレール81、81と係合する自由回転可能なローラー87が一例として4個設けられている。
これら4基の押圧シリンダ89は、上記ガイドレール81、81を跨ぐように上記乾燥室本体5Bの前面側から延びるL字形断面の保持ブラケット91によって保持されており、閉塞位置に来た開閉扉7Bを図15(a)(b)に示すように乾燥室本体5B側に所定の押圧力で押圧できるように構成されている。
また、上記上面遮蔽板93と下面遮蔽板95によって挟まれた遮蔽空間75内には、被乾燥物Aの重量を計測する重量計測器として一例として3基のロードセル71が図18に示すように配置されており、遮蔽空間75の外周部にはチョーク構造のマイクロ波影響防止機構73が配設されている。
上記ベースフレーム99は、乾燥室本体5B内の底面上に固定される一例として4個の固定ベース105と、該固定ベース105上に配置され、上記下面遮蔽板97の下面に取り付けられている4個のフット107と、上面にロードセル71の一端が固定されている上記下面遮蔽板97と、を備えることによって構成されている。
尚、上記制御ボックス31に送信された和算されたデータは、制御ボックス31の前面に設けられている指示計としてのインジケータ127や表示部27となるモニタ上に数値として表示させたり、制御部117に送信されて乾燥時間やマイクロ波の照射量の制御に利用される。
具体的には、図16、17、20に示すように上面遮蔽板93の下面に必要に応じて適宜のスペーサ119を介してマイクロ波影響防止機構73の遮蔽板65を取り付け、第1チョーク17と第2チョーク19を下方の下面遮蔽板97の上面に臨ませた状態にする。
そして、このような配設態様をとることによってロードセル71が設けられている遮蔽空間75は、周りの乾燥室本体5の内部雰囲気と区画され、マイクロ波の流入が防止された空間になっている。
従って、本実施の形態では上記マイクロ波影響防止機構73による高周波回路的なマイクロ波の遮蔽効果に加えてマイクロ波遮断パネル121による構造的なマイクロ波の遮蔽効果が発揮されるから遮蔽空間75内へのマイクロ波の漏洩がより一層、防止された構造になっている。
まず、乾燥させる被乾燥物Aをコンテナ59等の容器に入れ、左右のグリップ41、41を握って開閉扉7Bを左方にスライドさせて開き、開口部3を拡開状態にする。次に、乾燥室本体5B内の左右のガイドレール111、111上にコンテナ59を手前側から滑らせるようにして載置し、上記と逆の手順で開閉扉7Bを右方にスライドさせて開口部3を閉塞状態にする。
次に、制御ボックス31前面の操作ボタン29を押して押圧シリンダ89を作動させ、図15(a)(b)に示すように押圧シリンダ89のヒンジピン125を突出させて開閉扉7Bを乾燥室本体5B側に移動させる。
更に、制御ボックス31前面の操作ボタン29を押して真空ポンプ33を起動して乾燥室25B内の気圧を所定の気圧に減圧するとともに、乾燥室本体5Bの側面のガス導入部35から窒素ガスを乾燥室25B内に充填する。
この時、マイクロ波の乾燥室25B外への漏洩は、乾燥室本体5Bの開口部3の周囲に設けられているマイクロ波漏洩防止機構21による作用で高周波回路的に防止されている。
そして、上記ロードセル71によって計測されたデータに基づいて乾燥中の被乾燥物Aの重量変化が算出され、乾燥時間の設定やマイクロ波照射量あるいは乾燥室25B内の温度の調節等の制御に利用される。
また、本実施の形態の特有の作用、効果として、ロードセル71へのマイクロ波の伝搬が防止されるから、マイクロ波のロードセル71への影響を回避して連続的で効率の良いマイクロ波による乾燥が可能になり、被乾燥物Aの乾燥品質の向上が期待できる。
同様に、前記第2の実施の形態で乾燥室本体5B側に設けたシール構造13とマイクロ波漏洩防止機構21を開閉扉7B側に設けたり、これらの双方に振り分けて設けることが可能である。
3 開口部
5 乾燥室本体
7 開閉扉
9 マイクロ波照射装置
11 シール部材
13 シール構造
17 第1チョーク
19 第2チョーク
21 マイクロ波漏洩防止機構
23 支持架台
25 乾燥室
27 表示部
29 操作ボタン
31 制御ボックス
33 真空ポンプ(減圧装置)
35 ガス導入部
37 ターンテーブル
39 点検窓
41 グリップ
43 ヒンジ部
45 ロックハンドル
47 係止爪
49 係止フック
51 軸受ブロック
53 回転軸
55 カップリング
57 ギアモータ
59 コンテナ
61 シール面
63 中間経路
65 遮蔽板
67 先端部
69 基端部
71 ロードセル(重量計測器)
73 マイクロ波影響防止機構
75 遮蔽空間
77 支持機構
79 支持構造
81 ガイドレール
83 スターラー
87 ローラー
89 押圧シリンダ
91 保持ブラケット
93 上面遮蔽板
95 コンテナ支持フレーム
97 下面遮蔽板
99 ベースフレーム
101 ドレンパン
103 固定プレート
105 固定ベース
107 フット
109 下部フレーム
111 ガイドレール
113 上部フレーム
115 和算箱
117 制御部
119 スペーサ
121 マイクロ波遮断パネル
123 ショックアブソーバ
125 ヒンジピン
127 インジケータ(指示計)
A 被乾燥物
G ギャップ
O 中点
B 接続点
C 接点
L 距離
Claims (2)
- 被乾燥物を収容する開口部を備えた乾燥室本体と、
上記開口部に開閉可能な状態で取り付けられる開閉扉と、
上記乾燥室本体に接続され被乾燥物の減圧雰囲気下での乾燥を可能にする真空ポンプからなる減圧装置と、
上記乾燥室本体に取り付けられ、該乾燥室本体内に収容される被乾燥物に向けてマイクロ波を照射して被乾燥物を乾燥させるマイクロ波照射装置と、
上記開閉扉が閉塞状態にある時、上記開口部の外方の上記乾燥室本体と上記開閉扉の対向面に位置して上記乾燥室内を気密状態にするシール部材を備えたシール構造と、
上記開口部と上記シール構造との中間経路上に設けられ、先端部がL字状に折り曲げられた同形状、同サイズの第1チョークと第2チョークがそれぞれ対向する位置に配置されていて、上記開口部側に位置する第1チョークと、上記シール構造側に位置する第2チョークと、が向い合わせになるように周方向に所定ピッチで連続的に配置されたダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構と、を具備してなるマイクロ波乾燥機において、
上記乾燥室本体内には、被乾燥物が収容されたコンテナを支持する下端部に上面遮蔽板を備えたコンテナ支持フレームと、上記乾燥室本体内の底面に設けられ、上端部に下面遮蔽板を備えたベースフレームと、上記上面遮蔽板と上記下面遮蔽板とによって挟まれた遮蔽空間内に設けられ、乾燥室本体内に収容された被乾燥物の重量を計測する重量計測器と、が配置されており、
上記重量計測器が配置されている上記遮蔽空間の外方側周部に、上記上面遮蔽板に設けられ、先端部がL字状に折り曲げられた同形状、同サイズの第1チョークと第2チョークがそれぞれ対向する位置に配置されていて、上記第1チョークと第2チョークとが向い合わせになるように周方向に所定ピッチで連続的に配置されて下面遮蔽板に臨ませたダブルチョーク一体構造のマイクロ波影響防止機構が設けられ、
上記遮蔽空間の外方には、上記上面遮蔽板と上記下面遮蔽板と上記マイクロ波影響防止機構とを被覆するマイクロ波遮断パネルが配設されていて、上記遮蔽空間をマイクロ波から遮蔽するように構成したことを特徴とするマイクロ波乾燥機。 - 上記開閉扉が閉塞状態にある時、上記開閉扉の前面を押して上記乾燥室本体側に押圧する押圧シリンダが設けられていることを特徴とする請求項1記載のマイクロ波乾燥機。
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