JP6582428B2 - マイクロ波乾燥機及び被乾燥物の乾燥方法 - Google Patents
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本発明は、被乾燥物の高温での乾燥とマイクロ波の無駄のない効率的な使用とが可能なマイクロ波乾燥機及び該マイクロ波乾燥機を使用することによって実行される被乾燥物の乾燥方法に関する。
一般にマイクロ波を使用したマイクロ波乾燥機では、下記の特許文献１中にも開示されているように被乾燥物の周囲を囲うように合成樹脂製の底板、側板が設けられ、梱包された合成樹脂小片材の水分を均一に短時間で蒸発させることができるマイクロ波乾燥装置がある。このものは、上記合成樹脂製の底板、側板と乾燥容器との間隔を調整することで、合成樹脂小片材の外面部近辺内部に含まれた水分を蒸発させるものであるが、上部が開口した容器内の被乾燥物をマイクロ波を使用して乾燥させるものではない。
また、下記の特許文献２中にも開示されているように被乾燥物の重量に応じて、被乾燥物を囲う壁面を移動させ、加熱室内の表面積を変更することで、被乾燥物を効率よく乾燥する高周波加熱装置がある。このものは、被乾燥物に応じて周囲を適正に囲うという技術思想を有するが、上部が開口した容器内の被乾燥物をマイクロ波を使用して乾燥させるものではない。
また、下記の特許文献３中にも開示されているように第１チョークと第２チョークが向かい合わせで、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を有するマイクロ波乾燥機がある。このものは、例えば開口部と開閉扉との間のマイクロ波の漏洩を防止するものであるが、上部が開口した容器内の被乾燥物をマイクロ波を使用して乾燥させる場合に適用されるものではない。
また、一般にマイクロ波を使用して容器内の被乾燥物を乾燥するマイクロ波乾燥機では、下記の特許文献４中にも開示されているようにマイクロ波の透過性が高いＦＲＰ（不飽和ポリエステル樹脂）等の樹脂材料によって形成された樹脂製容器が使用されている。そして、該樹脂製容器に被乾燥物を収容して乾燥を行い、乾燥品を製造している。
また、被乾燥物が例えば吸湿したシリカゲルである場合には、１５０℃以上の温度で加熱する必要があり、被乾燥物が例えば排気ガス浄化触媒等に使用されるセリアなどの無機粉末に貴金属を吸着させた粉末（以下、無機触媒粉末という。）である場合には、３００℃以上の高温で加熱する必要がある。したがって、このような高温下で行う乾燥に上記樹脂製容器を使用すると、該樹脂製容器に熱変形等が生じてしまう。
また、下記の特許文献２中にも開示されているように被乾燥物の重量に応じて、被乾燥物を囲う壁面を移動させ、加熱室内の表面積を変更することで、被乾燥物を効率よく乾燥する高周波加熱装置がある。このものは、被乾燥物に応じて周囲を適正に囲うという技術思想を有するが、上部が開口した容器内の被乾燥物をマイクロ波を使用して乾燥させるものではない。
また、下記の特許文献３中にも開示されているように第１チョークと第２チョークが向かい合わせで、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を有するマイクロ波乾燥機がある。このものは、例えば開口部と開閉扉との間のマイクロ波の漏洩を防止するものであるが、上部が開口した容器内の被乾燥物をマイクロ波を使用して乾燥させる場合に適用されるものではない。
また、一般にマイクロ波を使用して容器内の被乾燥物を乾燥するマイクロ波乾燥機では、下記の特許文献４中にも開示されているようにマイクロ波の透過性が高いＦＲＰ（不飽和ポリエステル樹脂）等の樹脂材料によって形成された樹脂製容器が使用されている。そして、該樹脂製容器に被乾燥物を収容して乾燥を行い、乾燥品を製造している。
また、被乾燥物が例えば吸湿したシリカゲルである場合には、１５０℃以上の温度で加熱する必要があり、被乾燥物が例えば排気ガス浄化触媒等に使用されるセリアなどの無機粉末に貴金属を吸着させた粉末（以下、無機触媒粉末という。）である場合には、３００℃以上の高温で加熱する必要がある。したがって、このような高温下で行う乾燥に上記樹脂製容器を使用すると、該樹脂製容器に熱変形等が生じてしまう。
この場合、被乾燥物を収容する容器を、マイクロ波を透過しないステンレス等の金属製容器に変更すれば、上記高温での加熱に耐えられるようになり容器の熱変形等は生じない。
しかし、特許文献４ではマイクロ波の照射方向を容器の底面部側にとり、容器底面部側からマイクロ波を照射して透過させて乾燥を行う構成が採用されている。したがって、金属製容器を使用した場合、マイクロ波が容器底面部で反射してしまうため、被乾燥物の所望の乾燥状態は得られない。
一般に、上部が開口する金属製容器に、水分を含んだ被乾燥物を収容し、マイクロ波を照射した場合、容器の金属部に接する部分の温度が上昇し難いことがわかっている。
すなわち、誘電体にマイクロ波電界を加えた場合の誘電体中で熱に変わる電力損失Ｐは、下記の数式によって求められる。
上記の数式中マイクロ波エネルギーの電界強度Ｅは、金属面では短絡されているので「０」になる。したがって、金属製容器内に水分を含んだ被乾燥物を入れ、上部からマイクロ波を照射した場合、該金属製容器の内側面や底面と接する部分では上式の電界強度Ｅが「０」であるため殆ど発熱しなくなることから、被乾燥物の温度上昇は金属部では非常に緩慢になり、被乾燥物を所定の温度に上昇させて所定の水分量にするのに長時間を要することになる。
しかし、特許文献４ではマイクロ波の照射方向を容器の底面部側にとり、容器底面部側からマイクロ波を照射して透過させて乾燥を行う構成が採用されている。したがって、金属製容器を使用した場合、マイクロ波が容器底面部で反射してしまうため、被乾燥物の所望の乾燥状態は得られない。
一般に、上部が開口する金属製容器に、水分を含んだ被乾燥物を収容し、マイクロ波を照射した場合、容器の金属部に接する部分の温度が上昇し難いことがわかっている。
すなわち、誘電体にマイクロ波電界を加えた場合の誘電体中で熱に変わる電力損失Ｐは、下記の数式によって求められる。
本発明はこのような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、被乾燥物を高温で乾燥させても容器の熱変形等を生じさせることがなく、マイクロ波を効率良く金属製容器内に導いて被乾燥物を効率良く乾燥させることができるマイクロ波乾燥機及び該マイクロ波乾燥機を使用することによって実行される被乾燥物の乾燥方法を提供することにある。
上記目的を達成するべく本発明の請求項１によるマイクロ波乾燥機は、被乾燥物を収容する金属製容器と、
上記金属製容器をセットしたり搬入・搬出させる際に出入り口となる、少なくとも１つの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、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉手段と、
上記乾燥室本体に対して取り付けられ、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、
上記乾燥室本体の内部に設けられ、マイクロ波照射装置のマイクロ波の照射口が形成されている部分から、該照射口を取り囲むように金属製容器に向かって延びる垂れ壁と、を具備し、
上記垂れ壁の金属製容器側端部は、乾燥室本体の内部においてセットまたは移動する金属製容器の周縁部に臨むように接近状態で設けられていて、上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置されていることを特徴とするものである。
上記金属製容器をセットしたり搬入・搬出させる際に出入り口となる、少なくとも１つの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、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉手段と、
上記乾燥室本体に対して取り付けられ、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、
上記乾燥室本体の内部に設けられ、マイクロ波照射装置のマイクロ波の照射口が形成されている部分から、該照射口を取り囲むように金属製容器に向かって延びる垂れ壁と、を具備し、
上記垂れ壁の金属製容器側端部は、乾燥室本体の内部においてセットまたは移動する金属製容器の周縁部に臨むように接近状態で設けられていて、上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項２によるマイクロ波乾燥機は、被乾燥物を収容する金属製容器と、
上記金属製容器をセット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、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉扉と、
上記乾燥室本体に対して取り付けられ、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、
上記乾燥室本体の内部に設けられ、マイクロ波照射装置のマイクロ波の照射口が形成されている部分から、該照射口を取り囲むように金属製容器に向かって延びる垂れ壁と、を具備し、
上記垂れ壁の金属製容器側端部は、乾燥室本体の内部においてセットまたは移動する金属製容器の周縁部に臨むように接近状態で設けられていて、上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置されていることを特徴とするものである。
上記金属製容器をセット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、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉扉と、
上記乾燥室本体に対して取り付けられ、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、
上記乾燥室本体の内部に設けられ、マイクロ波照射装置のマイクロ波の照射口が形成されている部分から、該照射口を取り囲むように金属製容器に向かって延びる垂れ壁と、を具備し、
上記垂れ壁の金属製容器側端部は、乾燥室本体の内部においてセットまたは移動する金属製容器の周縁部に臨むように接近状態で設けられていて、上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項３によるマイクロ波乾燥機は、被乾燥物を収容する金属製容器と、
上記金属製容器を搬入・搬出させ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、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉シャッターと、
上記乾燥室本体に対して取り付けられ、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、
上記乾燥室本体の内部に設けられ、マイクロ波照射装置のマイクロ波の照射口が形成されている部分から、該照射口を取り囲むように金属製容器に向かって延びる垂れ壁と、
上記金属製容器を上記乾燥室本体内に搬入して搬送方向に向けて搬送させる搬送手段と、を具備し、
上記垂れ壁の金属製容器側端部は、乾燥室本体の内部においてセットまたは移動する金属製容器の周縁部に臨むように接近状態で設けられていて、上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置されていると共に、
上記乾燥室本体には、上記マイクロ波照射装置と垂れ壁とを備えるヒータユニットによって構成されるマイクロ波乾燥ユニットが上記金属製容器の搬送方向に沿って複数組配置されており、上記被乾燥物は、これら複数組のマイクロ波乾燥ユニットの存する領域を順次移動しながら乾燥が実行されるように構成されていることを特徴とするものである。
上記金属製容器を搬入・搬出させ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、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉シャッターと、
上記乾燥室本体に対して取り付けられ、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、
上記乾燥室本体の内部に設けられ、マイクロ波照射装置のマイクロ波の照射口が形成されている部分から、該照射口を取り囲むように金属製容器に向かって延びる垂れ壁と、
上記金属製容器を上記乾燥室本体内に搬入して搬送方向に向けて搬送させる搬送手段と、を具備し、
上記垂れ壁の金属製容器側端部は、乾燥室本体の内部においてセットまたは移動する金属製容器の周縁部に臨むように接近状態で設けられていて、上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置されていると共に、
上記乾燥室本体には、上記マイクロ波照射装置と垂れ壁とを備えるヒータユニットによって構成されるマイクロ波乾燥ユニットが上記金属製容器の搬送方向に沿って複数組配置されており、上記被乾燥物は、これら複数組のマイクロ波乾燥ユニットの存する領域を順次移動しながら乾燥が実行されるように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項４によるマイクロ波乾燥機は、請求項１記載のマイクロ波乾燥機において、上記乾燥室本体の開口部と該開口部を閉塞する開閉手段との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項５によるマイクロ波乾燥機は、請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロ波乾燥機において、上記乾燥室本体には、乾燥中の被乾燥物の品温を計測する放射温度計と、上記放射温度計によって計測された被乾燥物の品温に基づいて上記マイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波出力を制御する制御装置と、を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項６によるマイクロ波乾燥機は、請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロ波乾燥機において、上記乾燥室本体には、乾燥室本体内に空気を導入する吸気口と、乾燥室本体内の湿気を含んだ空気を乾燥室本体外に排出する排気口と、が備えられていて、上記吸気口と排気口のいずれか一方または双方には、加熱によって被乾燥物から発生した蒸気を乾燥室本体外に排出する送風手段が接続されており、上記吸気口及び排気口には、空気の通過は許容するが、マイクロ波の通過は許容しない通気口を有するパンチング板が設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項７によるマイクロ波乾燥機は、請求項１または４記載のマイクロ波乾燥機において、上記乾燥室本体は、上記開閉手段により上記開口部を閉塞した状態で減圧雰囲気下での使用に耐えられる気密構造と耐圧構造とを有しており、上記乾燥室本体には、上記開口部を閉塞した状態で上記乾燥室本体内を減圧雰囲気にする減圧装置が接続されていることを特徴とするものである。
また、請求項８によるマイクロ波乾燥機は、請求項１記載のマイクロ波乾燥機において、上記金属製容器は、上面が開放された箱状の容器本体と、該容器本体の開放された上面部の周囲に設けられる周縁部と、を備えており、上記周縁部のうち、上記容器本体の左右側縁部における前端面と後端面は開放されていて、上記乾燥室本体の内部に設けられている支持部に対して、セット・取出し方向ないし搬入・搬出方向に沿う前後方向に移動可能な係合状態で上記側縁部が設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項９によるマイクロ波乾燥機は、請求項８記載のマイクロ波乾燥機において、上記支持部における支持台と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項１０によるマイクロ波乾燥機は、請求項９記載のマイクロ波乾燥機において、上記支持台は、上記金属製容器の搬送方向に沿って敷設される支持レールによって構成されており、上記搬送手段は、上記支持レール上に整列配置されている複数の金属製容器の全部またはその一部に作用して金属製容器に送り力を付与する係止爪と、上記係止爪を保持して所定ストローク、送り方向と戻し方向とに係止爪を移動させる操作ロッドと、駆動源となる駆動モータと、上記駆動モータの出力軸の回転を上記操作ロッドの送り方向ないし戻し方向の直線運動に変換する揺動クランク機構と、を備え、上記係止爪は、上記操作ロッドに対して回動接続ピンを介して回動可能に接続されており、操作ロッドを戻し方向に移動させると、上記係止爪は金属製容器に対する係止が解除される係止解除位置に移行し、操作ロッドを送り方向に移動させると、上記係止爪は金属製容器に対する係止が実行される係止位置に移行するように構成されていることを特徴とするものである。
そして、上記手段によって以下のような効果が得られる。
まず、本発明のマイクロ波乾燥機において、被乾燥物を収容する容器として金属製容器を適用したから、上述したシリカゲルや無機触媒粉末の原料のように高温での乾燥が必要な場合でも容器に熱変形等は生じない。
また、上記乾燥室本体の内部に、金属製容器側縁部が金属製容器の周縁部を臨むように接近させた状態でマイクロ波照射装置の照射口を取り囲む、垂れ壁を設けたから、マイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波の外部への飛散を防止して、当該マイクロ波を効率良く金属製容器内に導くことが可能になる。
すなわち、マイクロ波照射装置の照射口を取り囲む垂れ壁を金属製容器の周縁部を臨むように接近させた状態で配置したから、垂れ壁と金属製容器の一体型の処理室が形成され、マイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波が垂れ壁内と金属製容器との小室内のみで照射されるようになり、マイクロ波は専ら金属製容器内の被乾燥物に集中的に照射・吸収されて、乾燥に必要な熱を発生させるようになる。
したがって、被乾燥物を高温で乾燥させる場合と低温で乾燥させる場合の両方で被乾燥物の乾燥効率を向上させることが可能になる。
まず、本発明のマイクロ波乾燥機において、被乾燥物を収容する容器として金属製容器を適用したから、上述したシリカゲルや無機触媒粉末の原料のように高温での乾燥が必要な場合でも容器に熱変形等は生じない。
また、上記乾燥室本体の内部に、金属製容器側縁部が金属製容器の周縁部を臨むように接近させた状態でマイクロ波照射装置の照射口を取り囲む、垂れ壁を設けたから、マイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波の外部への飛散を防止して、当該マイクロ波を効率良く金属製容器内に導くことが可能になる。
すなわち、マイクロ波照射装置の照射口を取り囲む垂れ壁を金属製容器の周縁部を臨むように接近させた状態で配置したから、垂れ壁と金属製容器の一体型の処理室が形成され、マイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波が垂れ壁内と金属製容器との小室内のみで照射されるようになり、マイクロ波は専ら金属製容器内の被乾燥物に集中的に照射・吸収されて、乾燥に必要な熱を発生させるようになる。
したがって、被乾燥物を高温で乾燥させる場合と低温で乾燥させる場合の両方で被乾燥物の乾燥効率を向上させることが可能になる。
また、上記構成を開口部に開閉扉を取り付けたバッチ式のマイクロ波乾燥機に適用した場合には、比較的構造が簡単で場所をとらない、被乾燥物の高温での乾燥に対応可能なマイクロ波乾燥機を提供することが可能になる。
また、上記構成を開口部に開閉シャッターを取り付け、搬送手段を備えた連続式のマイクロ波乾燥機に適用した場合には、大量の被乾燥物を連続的に高温で乾燥させることができる乾燥処理能力に優れたマイクロ波乾燥機を提供することが可能になる。
また、上記構成を開口部に開閉シャッターを取り付け、搬送手段を備えた連続式のマイクロ波乾燥機に適用した場合には、大量の被乾燥物を連続的に高温で乾燥させることができる乾燥処理能力に優れたマイクロ波乾燥機を提供することが可能になる。
また、上記乾燥室本体の開口部と開閉手段との間に、ダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構を配置した場合には、乾燥室本体の開口部から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ようになる。
また、同部位にシール構造が設けられている場合には、該シール構造がマイクロ波に曝されることによって生ずるシール部材の劣化が低減されて乾燥室本体内の気密性が長期に亘って持続されるようになる。
また、同部位にシール構造が設けられている場合には、該シール構造がマイクロ波に曝されることによって生ずるシール部材の劣化が低減されて乾燥室本体内の気密性が長期に亘って持続されるようになる。
また、上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間に、ダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構を配置した場合には、上記垂れ壁と金属製容器の隙間からマイクロ波が漏洩して垂れ壁の外方空間に回り込む事態が防止される。したがって、マイクロ波の漏洩が一層低減されるようになる。
また、乾燥中の被乾燥物の品温を計測する放射温度計と、計測した品温に基づいてマイクロ波出力を制御する制御装置と、を備えた場合には、被乾燥物の乾燥品質や外観に大きく影響する被乾燥物の品温の変動を検知し、常に被乾燥物の品温が一定の範囲に収まるようにマイクロ波出力とヒータ出力を随時調整しながら被乾燥物の乾燥を実行することが可能になる。
また、吸気口と排気口とを備え、上記吸気口と排気口のいずれか一方または双方に送風手段が接続された構成のマイクロ波乾燥機を採用した場合には、マイクロ波の照射によって被乾燥物から発生した蒸気を乾燥室本体外に排出しながらの乾燥が可能になる。
したがって、被乾燥物への水分の再付着が防止されて効率の良い被乾燥物の乾燥が実行できるようになる。
また、乾燥室本体に対して設けられる吸気口及び排気口に対してパンチング板を設けた場合には、乾燥室本体外へのマイクロ波の漏洩が更に一層、防止されるようになる。
したがって、被乾燥物への水分の再付着が防止されて効率の良い被乾燥物の乾燥が実行できるようになる。
また、乾燥室本体に対して設けられる吸気口及び排気口に対してパンチング板を設けた場合には、乾燥室本体外へのマイクロ波の漏洩が更に一層、防止されるようになる。
また、乾燥室本体を気密構造と耐圧構造にし、乾燥室本体に減圧装置を接続した構成のマイクロ波乾燥機を採用した場合には、乾燥室本体内の温度を低く抑えた状態での乾燥が可能になり、被乾燥物の風味や成分等を壊すことなく、高品質で外観が優れた乾燥品を得ることが可能になる。
また、上記金属製容器を上面が開放された容器本体と、該容器本体の上面部の周囲に設けられる周縁部と、を備えた構成とし、上記容器本体の左右の側縁部の前端面と後端面を開放して乾燥室本体内の支持部に対して前後方向に移動可能な係合状態で設置するようにした場合には、金属製容器のセット及び取り出しや搬入及び搬出が容易かつ円滑に行われるようになる。
また、上記金属製容器を上面が開放された容器本体と、該容器本体の上面部の周囲に設けられる周縁部と、を備えた構成とし、上記容器本体の左右の側縁部の前端面と後端面を開放して乾燥室本体内の支持部に対して前後方向に移動可能な係合状態で設置するようにした場合には、金属製容器のセット及び取り出しや搬入及び搬出が容易かつ円滑に行われるようになる。
また、上記支持部における支持台と金属製容器の周縁部との間に、ダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構を配置した場合には、上記支持台と金属製容器の隙間からマイクロ波が漏洩してヒータユニット側に回り込む事態が防止される。したがって、マイクロ波曝されることによって生じる配線被覆の劣化や電気的な悪影響が一層低減されるようになる。
また、上記支持台を金属製容器の搬送方向に沿って敷設される支持レールによって構成し、上記搬送手段を係止爪と操作ロッドと駆動モータと揺動クランク機構とを備える構成にし、係止爪を回動させて係止位置と係止解除位置とを切り替えられるように構成した場合には、高温での使用に耐えられ、金属製容器の安定した円滑な送りが可能な搬送手段を提供することが可能になる。
以上のように本発明のマイクロ波乾燥機によると、被乾燥物の低温での乾燥と高温での乾燥の両方に対応でき、１５０℃ないし３００℃といった高温で被乾燥物を乾燥させても、被乾燥物を収容する容器に熱変形等を生じさせることがない。また、金属製容器の内側面や底面と接する部分での被乾燥物の乾燥温度の低下が防止できるから、被乾燥物を効率良く乾燥させることが可能になる。
以下、図１〜図８に示す第１の実施の形態を例にとって、最初に本発明のマイクロ波乾燥機の構成と作動態様を説明し、次に部分的構成を異にする図９〜図１３に示す第２の実施の形態の構成について説明し、続いて図１４に基づいて第３の実施の形態として本発明の被乾燥物の乾燥方法を構成する各工程の内容について説明する。
次に、図１５〜図２１に示す第４の実施の形態のマイクロ波乾燥機の構成と作動態様を前記第１の実施の形態との差異を中心に説明し、更に図２２〜図２５に基づいて垂れ壁の効果を試すために行った比較試験で使用した装置の構成と該比較試験の内容と結果について説明する。
次に、図１５〜図２１に示す第４の実施の形態のマイクロ波乾燥機の構成と作動態様を前記第１の実施の形態との差異を中心に説明し、更に図２２〜図２５に基づいて垂れ壁の効果を試すために行った比較試験で使用した装置の構成と該比較試験の内容と結果について説明する。
（１）第１の実施の形態（図１〜図８参照）
本発明のマイクロ波乾燥機１は、被乾燥物Ａを収容する金属製容器５９と、上記金属製容器５９をセットしたり、搬入・搬出させる際に出入り口となる、少なくとも１つの開口部３を備えた乾燥室本体５と、上記開口部３に開閉可能な状態で取り付けられ、閉塞時に上記乾燥室本体５内に遮蔽空間を形成する開閉手段７と、上記乾燥室本体５に対して取り付けられ、該乾燥室本体５内に収容される被乾燥物Ａに向けてマイクロ波を照射して被乾燥物Ａを乾燥させるマイクロ波照射装置９と、上記乾燥室本体５の内部に設けられ、マイクロ波照射装置９のマイクロ波の照射口１５を取り囲むように金属製容器５９に向かって延びる垂れ壁９３と、を具備することによって基本的に構成されている。
そして、上記垂れ壁９３の金属製容器５９側端部は、乾燥室本体５の内部においてセットまたは移動する金属製容器５９の周縁部に臨むように接近状態で設けられていることを特徴としている。
本発明のマイクロ波乾燥機１は、被乾燥物Ａを収容する金属製容器５９と、上記金属製容器５９をセットしたり、搬入・搬出させる際に出入り口となる、少なくとも１つの開口部３を備えた乾燥室本体５と、上記開口部３に開閉可能な状態で取り付けられ、閉塞時に上記乾燥室本体５内に遮蔽空間を形成する開閉手段７と、上記乾燥室本体５に対して取り付けられ、該乾燥室本体５内に収容される被乾燥物Ａに向けてマイクロ波を照射して被乾燥物Ａを乾燥させるマイクロ波照射装置９と、上記乾燥室本体５の内部に設けられ、マイクロ波照射装置９のマイクロ波の照射口１５を取り囲むように金属製容器５９に向かって延びる垂れ壁９３と、を具備することによって基本的に構成されている。
そして、上記垂れ壁９３の金属製容器５９側端部は、乾燥室本体５の内部においてセットまたは移動する金属製容器５９の周縁部に臨むように接近状態で設けられていることを特徴としている。
また、図１〜図８に示す第１の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ａは、いわゆるバッチ式のマイクロ波乾燥機であって、アングル材等を矩形枠状に組み立てることによって構成される支持架台２３を備えており、該支持架台２３の前室左方の中央部に、上記乾燥室本体５と開閉手段７の一例である開閉扉７ａを備える乾燥室２５が配置されている。
また、上記乾燥室本体５の天板上部には、マイクロ波照射装置９の主要な構成部材となる、一例として可変出力が３０００Ｗのマイクロ波発振装置１０が一基配置されている。
尚、図示しないスタラファンと該スタラファンを駆動するためのモータとが、適宜配置されていてもよい。
また、上記乾燥室本体５の天板上部には、マイクロ波照射装置９の主要な構成部材となる、一例として可変出力が３０００Ｗのマイクロ波発振装置１０が一基配置されている。
尚、図示しないスタラファンと該スタラファンを駆動するためのモータとが、適宜配置されていてもよい。
また、上記前室の天板上部右方には、上記乾燥室本体５から延びる排気管路５４と接続される排風機５５が取り付けられている。
また、前室右方の中央部には、前面にモニタと各種の操作ボタンが配置され、内部に各種の制御を司る制御装置３２が配置された制御ボックス３１が設けられている。
開閉扉７は、一例として右辺部に配置されているヒンジ部４３を支点として回動する片開き式の矩形板状の扉によって構成されている。ヒンジ部４３は上下に２個設けられており、これらのヒンジ部４３を介して上記乾燥機本体５と開閉扉７は、約１８０°の範囲に亘って回動し得るように接続されている。
また、前室右方の中央部には、前面にモニタと各種の操作ボタンが配置され、内部に各種の制御を司る制御装置３２が配置された制御ボックス３１が設けられている。
開閉扉７は、一例として右辺部に配置されているヒンジ部４３を支点として回動する片開き式の矩形板状の扉によって構成されている。ヒンジ部４３は上下に２個設けられており、これらのヒンジ部４３を介して上記乾燥機本体５と開閉扉７は、約１８０°の範囲に亘って回動し得るように接続されている。
また、開閉扉７の前面中央には点検窓３９が設けられており、乾燥中の被乾燥物Ａ等の様子を外部から観察できるように構成されている。
また、開閉扉７の左方の自由端寄りの高さ方向の中央部には、開閉扉７を開閉する際の手掛かりとなるグリップ４１が設けられており、開閉扉７の上縁と下縁には、一例として回転式のロックハンドル４５が設けられている。
また、開閉扉７の左方の自由端寄りの高さ方向の中央部には、開閉扉７を開閉する際の手掛かりとなるグリップ４１が設けられており、開閉扉７の上縁と下縁には、一例として回転式のロックハンドル４５が設けられている。
尚、上記ロックハンドル４５は、先端部に設けられる係止爪４７が乾燥室本体５の開口部３における上縁と下縁の中央部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７の閉塞状態がロックできるように構成されている。
また、開閉扉７の背面の外周には、図１中、破線で示すようにマイクロ波漏洩防止機構２１が設けられており、更に該マイクロ波漏洩防止機構２１の外周には、図８に示すように開閉扉７を閉塞状態にした時、乾燥室本体５の開口部３の周囲のシール面６１に当接する一例としてリング状のゴムパッキンによって構成されるシール部材１１を備えるシール構造１３が設けられている。
また、開閉扉７の背面の外周には、図１中、破線で示すようにマイクロ波漏洩防止機構２１が設けられており、更に該マイクロ波漏洩防止機構２１の外周には、図８に示すように開閉扉７を閉塞状態にした時、乾燥室本体５の開口部３の周囲のシール面６１に当接する一例としてリング状のゴムパッキンによって構成されるシール部材１１を備えるシール構造１３が設けられている。
マイクロ波漏洩防止機構２１は、上記開口部３と上記シール構造１３との中間経路６３上に設けられており、上記開口部３側に位置する第１チョーク１７と、上記シール構造１３側に位置する第２チョーク１９とが向か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シール構造になっている。
具体的には、図８に示すように開閉扉７の背面に沿うように配置された遮蔽板６５の一端縁から基端部６９を垂直に立ち上げ、該基端部６９の先端を９０°内側に折り曲げることによって先端部６７を形成することで断面Ｌ字状の第１チョーク１７を設けている。
同様に上記遮蔽板６５の他端縁に上記第１チョーク１７と同形状、同サイズの第２チョーク１９を設け、上記第１チョーク１７と第２チョーク１９とを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。
具体的には、図８に示すように開閉扉７の背面に沿うように配置された遮蔽板６５の一端縁から基端部６９を垂直に立ち上げ、該基端部６９の先端を９０°内側に折り曲げることによって先端部６７を形成することで断面Ｌ字状の第１チョーク１７を設けている。
同様に上記遮蔽板６５の他端縁に上記第１チョーク１７と同形状、同サイズの第２チョーク１９を設け、上記第１チョーク１７と第２チョーク１９とを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。
尚、上記第１チョーク１７の先端部６７と第２チョーク１９の先端部６７との間にはギャップＧが形成されており、該ギャップＧの中点Ｏから第１チョーク１７及び第２チョーク１９のそれぞれの先端部６７と基端部６９の接続点Ｂまでの距離Ｌ１は、上記中点Ｏから遮蔽板６５側に引いた垂線と遮蔽板６５の対向面との接点Ｃまでの距離Ｌ２とほぼ等しく、共に使用するマイクロ波の波長λの１／４程度の長さになるように設定されている。
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の外部へのマイクロ波の漏洩が防止されるのである。
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の外部へのマイクロ波の漏洩が防止されるのである。
次に、図４に基づいて乾燥室本体５の内部構造について説明する。まず、乾燥室本体５の一例として天板部には、上述したようにマイクロ波照射装置９のマイクロ波発振装置１０が取り付けられていて、乾燥室本体５の天板部に一例として形成されている照射口１５から乾燥室本体５の内部に向けてマイクロ波が照射されるように構成されている。
また、上記照射口１５には、一例としてポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））製のシートＴが貼設されており、マイクロ波発振装置１０から発振されたマイクロ波は通すが、乾燥によって被乾燥物Ａから発生した蒸発水分のマイクロ波発振装置１０側への進入を防止している。
また、上記照射口１５には、一例としてポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））製のシートＴが貼設されており、マイクロ波発振装置１０から発振されたマイクロ波は通すが、乾燥によって被乾燥物Ａから発生した蒸発水分のマイクロ波発振装置１０側への進入を防止している。
また、本実施の形態では、乾燥室本体５の内部を上下に仕切る、中央部が開口された支持板８１ａが設けられている。そして、該支持板８１ａの開口部周縁の上面には、一例として前後方向に延びるレール状の支持台８１ｂが配設されており、該支持台８１ｂにも上述した開閉扉７に適用したのと同様の図７に示す、ダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構２１Ａが適用されている。
尚、上記支持板８１ａと支持台８１ｂは、後述する金属製容器５９を乾燥室本体５内にセットしたり、搬送方向Ｙに搬送するための支持部８１を構成しており、このうち支持台８１ｂは、本実施の形態では後述するように金属製容器５９を支持する支持部材としての機能と、金属製容器５９を乾燥室本体５内にセットしたり、乾燥室本体５内から外部に取り出す際の案内部材としての機能を有している。
尚、上記支持板８１ａと支持台８１ｂは、後述する金属製容器５９を乾燥室本体５内にセットしたり、搬送方向Ｙに搬送するための支持部８１を構成しており、このうち支持台８１ｂは、本実施の形態では後述するように金属製容器５９を支持する支持部材としての機能と、金属製容器５９を乾燥室本体５内にセットしたり、乾燥室本体５内から外部に取り出す際の案内部材としての機能を有している。
また、本発明では、上述したように照射口１５が形成されている乾燥室本体５の天板部から、該照射口１５を取り囲むように下方に延びる、本発明の特徴的構成の一つである垂れ壁９３が設けられている。
垂れ壁９３は、一例としてステンレス鋼製の角筒状の部材によって形成されており、該垂れ壁９３の金属製容器５９側端部となる下端部は、上述した支持部８１によって支持される後述する金属製容器５９の周縁部８３に臨むように接近状態で設けられている。
垂れ壁９３は、一例としてステンレス鋼製の角筒状の部材によって形成されており、該垂れ壁９３の金属製容器５９側端部となる下端部は、上述した支持部８１によって支持される後述する金属製容器５９の周縁部８３に臨むように接近状態で設けられている。
また、上記垂れ壁９３の下端部と金属製容器５９の周縁部８３との間には、上述した支持台８１ｂと同様、上記開閉扉７に設けられていたのと同様のダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構２１Ｂが、一例として上記垂れ壁９３の下端部に形成されているフランジ部９５を利用して設けられている。
尚、上述した支持台８１ｂに適用したマイクロ波漏洩防止機構２１Ａと、上記垂れ壁９３の下端部に設けられているマイクロ波漏洩防止機構２１Ｂは、互いの第１チョーク１７と第２チョーク１９がそれぞれ向かい合わせになる配置で一例として設けられており、上記マイクロ波漏洩防止機構２１Ｂと金属製容器５９の周縁部８３との隙間は、１０ｍｍ程度になるように設定されていて、垂れ壁９３内への空気の進入は許容するが、垂れ壁９３外へのマイクロ波の漏洩を防止し得る寸法になっている。
尚、上述した支持台８１ｂに適用したマイクロ波漏洩防止機構２１Ａと、上記垂れ壁９３の下端部に設けられているマイクロ波漏洩防止機構２１Ｂは、互いの第１チョーク１７と第２チョーク１９がそれぞれ向かい合わせになる配置で一例として設けられており、上記マイクロ波漏洩防止機構２１Ｂと金属製容器５９の周縁部８３との隙間は、１０ｍｍ程度になるように設定されていて、垂れ壁９３内への空気の進入は許容するが、垂れ壁９３外へのマイクロ波の漏洩を防止し得る寸法になっている。
また、本実施の形態では、乾燥室本体５の一例として天板部には、乾燥中の被乾燥物Ａの品温を計測する放射温度計７９が設けられており、該放射温度計７９によって計測された被乾燥物Ａの品温情報は、制御装置３２に送られ、この品温情報に基づいて、上記マイクロ波照射装置９から照射されるマイクロ波出力を制御し得るように構成されている。
この他、乾燥室本体５の一例として左側板部には、乾燥室本体５内に空気を導入する吸気口５２ａが備えられており、乾燥室本体５の一例として天板部には、乾燥室本体５内の湿気を含んだ空気を乾燥室本体５外に排出する排気口５３ａが備えられている。
そして、上記吸気口５２ａは上記垂れ壁９３の外側に位置しており、上記排気口５３ａは上記垂れ壁９３の内側に位置している。これにより、吸気口５２ａから乾燥室本体５内に流入した空気は、上記垂れ壁９３の下端部と金属製容器５９の周縁部８３との間の隙間（この隙間に上述したマイクロ波漏洩防止機構２１Ｂが設けられている）を通って垂れ壁９３の内部に流入し、上記排気口５３ａを通って乾燥室本体５外に排気されるように構成されている。
この他、乾燥室本体５の一例として左側板部には、乾燥室本体５内に空気を導入する吸気口５２ａが備えられており、乾燥室本体５の一例として天板部には、乾燥室本体５内の湿気を含んだ空気を乾燥室本体５外に排出する排気口５３ａが備えられている。
そして、上記吸気口５２ａは上記垂れ壁９３の外側に位置しており、上記排気口５３ａは上記垂れ壁９３の内側に位置している。これにより、吸気口５２ａから乾燥室本体５内に流入した空気は、上記垂れ壁９３の下端部と金属製容器５９の周縁部８３との間の隙間（この隙間に上述したマイクロ波漏洩防止機構２１Ｂが設けられている）を通って垂れ壁９３の内部に流入し、上記排気口５３ａを通って乾燥室本体５外に排気されるように構成されている。
また、上記吸気口５２ａ及び排気口５３ａには、空気の通過は許容するが、マイクロ波の通過は許容しない口径２ｍｍ程度の通気口５７ａを有するパンチング板５７が設けられており、乾燥室本体５外へのマイクロ波の漏洩を更に多重的に防止している。
また、上記吸気口５２ａには、吸気筒５２が乾燥室本体５の外方に張り出すように設けられており、該吸気筒５２の外方端には、金網５８が取り付けられていて、乾燥室本体５内への異物の混入を防止している。
また、上記吸気口５２ａには、吸気筒５２が乾燥室本体５の外方に張り出すように設けられており、該吸気筒５２の外方端には、金網５８が取り付けられていて、乾燥室本体５内への異物の混入を防止している。
また、上記排気口５３ａには、排気筒５３が上記吸気筒５２と同様、乾燥室本体５の外方に張り出すように設けられている。そして、該排気筒５３の外方端にも金網５８が取り付けられていて、同じく、乾燥室本体５内への異物の混入を防止している。
また、上記排気筒５３には、排気管路５４の一端が接続されており、該排気管路５４の他端は、送風手段の一例である排風機５５に接続されている。
また、上記排気筒５３には、排気管路５４の一端が接続されており、該排気管路５４の他端は、送風手段の一例である排風機５５に接続されている。
次に、図５及び図６に基づいて、本発明の特徴的構成の一つである金属製容器５９について説明する。金属製容器５９はステンレス鋼製で、上面が開放された箱状の容器本体８２と、該容器本体８２の開放された上面部の周囲に設けられる周縁部８３と、を備えることによって構成されている。
容器本体８２は、底面部５９ｂが上面部に比べて幾分、窄まった浅底の角箱状の部材で、底面部５９ｂの内寸が上述したように、４００ｍｍ×４００ｍｍ程度で高さが９０ｍｍ程度の大きさの部材である。
容器本体８２は、底面部５９ｂが上面部に比べて幾分、窄まった浅底の角箱状の部材で、底面部５９ｂの内寸が上述したように、４００ｍｍ×４００ｍｍ程度で高さが９０ｍｍ程度の大きさの部材である。
また、周縁部８３は、それぞれ少なくとも水平支持面を有する前縁部８３ａと、後縁部８３ｂと、左側縁部８３ｃと、右側縁部８３ｄ、（左側縁部８３ｃと、右側縁部８３ｄについては、それぞれ断面門型をしている）を矩形枠状に組み立てることによって構成されており、左右の側縁部８３ｃ、８３ｄの幅寸法は、これらと直交する方向に配置される前縁部８３ａ及び後縁部８３ｂに比べて幅広に設定されている。
また、左右の側縁部８３ｃ、８３ｄの前端面と後端面は開放されていて、セット・取出し方向ないし搬入・搬出方向に沿う前述した乾燥室本体５の内部に設けられている支持部８１の支持台８１ｂに対して、前後方向に移動可能な係合状態で上記左右の側縁部８３ｃ、８３ｄは設置されるように構成されている。
また、左右の側縁部８３ｃ、８３ｄの前端面と後端面は開放されていて、セット・取出し方向ないし搬入・搬出方向に沿う前述した乾燥室本体５の内部に設けられている支持部８１の支持台８１ｂに対して、前後方向に移動可能な係合状態で上記左右の側縁部８３ｃ、８３ｄは設置されるように構成されている。
また、上述したように乾燥室本体５の開口部３に設けられる開閉扉７の背面にもダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構２１が設けられており、このマイクロ波漏洩防止機構２１によって開閉扉７側からのマイクロ波の漏洩を防止している。尚、開閉扉７の背面に設けられるマイクロ波漏洩防止機構２１の高さ位置は、開閉扉７の開閉の邪魔にならない、余裕を持った位置に設定されている。
上記金属製容器５９に収容される被乾燥物Ａとしては、湿気を嫌う食品等の乾燥剤として広く使用されているビーズ状のシリカゲルが一例として適用できる。シリカゲルは二酸化珪素を主成分とする物理的乾燥剤であり、物質が化学反応等によって変化することはなく、シリカゲルの有する毛細孔に水蒸気を吸着させることによって除湿を実行する。
また、シリカゲルは吸湿能力に優れ、安全であり、比較的安価で加熱によって再生が可能なことから経済性にも優れている。そして、本実施の形態では使用によって吸湿したシリカゲルを被乾燥物Ａとして乾燥させ、上述したシリカゲルの再生にマイクロ波乾燥機１Ａを使用して、シリカゲルの乾燥に必要な１５０℃以上の高温での乾燥を実現している。
また、シリカゲルは吸湿能力に優れ、安全であり、比較的安価で加熱によって再生が可能なことから経済性にも優れている。そして、本実施の形態では使用によって吸湿したシリカゲルを被乾燥物Ａとして乾燥させ、上述したシリカゲルの再生にマイクロ波乾燥機１Ａを使用して、シリカゲルの乾燥に必要な１５０℃以上の高温での乾燥を実現している。
そして、このようにして構成される本実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ａによると、被乾燥物Ａを１５０℃以上の高温で乾燥させても容器の熱変形等を生じさせることがなく、マイクロ波のみでは乾燥が困難であった容器の内側面や底面と接する部分の被乾燥物Ａの乾燥温度の低下をマイクロ波の無駄のない効果的な利用によって防止して被乾燥物Ａを効率良く乾燥させることが可能になる。
（２）第２の実施の形態（図９〜図１３参照）
本発明の第２の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ｂは、第１の実施の形態と同様、バッチ式のマイクロ波乾燥機である。そして、上述した第１の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ａと基本的に同様の構成を有しており、その一部において構成が相達している。したがって、ここでは上記第１の実施の形態において既に説明した本実施の形態と同様の構成については説明を省略し、第２の実施の形態特有の構成を中心に説明する。
本発明の第２の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ｂは、第１の実施の形態と同様、バッチ式のマイクロ波乾燥機である。そして、上述した第１の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ａと基本的に同様の構成を有しており、その一部において構成が相達している。したがって、ここでは上記第１の実施の形態において既に説明した本実施の形態と同様の構成については説明を省略し、第２の実施の形態特有の構成を中心に説明する。
即ち、本実施の形態では、乾燥室本体５が開閉扉７により開口部３を閉塞した状態で減圧雰囲気下での使用に耐えられる気密構造と耐圧構造とを備えている。そして、乾燥室２５には減圧装置３０１が接続されており、減圧雰囲気下での乾燥が実行できるように構成されている。
尚、図１２では真空用コネクタ３２９、真空ポンプ３３１、真空経路３３３及び制御弁３３５のみを備える概念的な減圧装置３０１Ａを図示しているが、このような構成の減圧装置３０１Ａに限らず、所望の減圧作用を発揮する種々の構成の減圧装置３０１を採用することが可能である。
例えば、図１３に示すような減圧装置３０１Ｂを採用することも可能である。
尚、図１２では真空用コネクタ３２９、真空ポンプ３３１、真空経路３３３及び制御弁３３５のみを備える概念的な減圧装置３０１Ａを図示しているが、このような構成の減圧装置３０１Ａに限らず、所望の減圧作用を発揮する種々の構成の減圧装置３０１を採用することが可能である。
例えば、図１３に示すような減圧装置３０１Ｂを採用することも可能である。
この減圧装置３０１Ｂは、水封式真空ポンプ３０５と循環式給排水装置３０７とを備えることによって基本的に構成されており、更に両者の間に給水経路３０９と排水経路３１１が配設されている。
水封式真空ポンプ３０５は、水蒸気や水滴を含んだ気体の排気等に利用されるポンプで、シリンダに対して偏心して取り付けられる羽根車の回転を利用してシリンダの内壁に封水リングを形成し、該封水リングと羽根車の羽根によって囲まれた空間の容積変化を利用してポンプ作用を行うようにしたものである。
水封式真空ポンプ３０５は、水蒸気や水滴を含んだ気体の排気等に利用されるポンプで、シリンダに対して偏心して取り付けられる羽根車の回転を利用してシリンダの内壁に封水リングを形成し、該封水リングと羽根車の羽根によって囲まれた空間の容積変化を利用してポンプ作用を行うようにしたものである。
循環式給排水装置３０７は、支持架台３０３の内部に上部タンク３１３と下部タンク３１５を備えることによって一例として構成されており、上部タンク３１３には、外部から水を供給するための給水ノズル３１７と、上部タンク３１３内の水位を計測するためのボールタップ３１９と、上部タンク３１３内の水温を計測するための温度センサ３２１と、が配置されている。
一方、下部タンク３１５内には、水中ポンプ３２３が配置されており、上述した水封式真空ポンプ３０５から排出され、排出経路３１１を通って下部タンク３１５内に貯った水を汲み上げて上部タンク３１３に供給できるように構成されている。
一方、下部タンク３１５内には、水中ポンプ３２３が配置されており、上述した水封式真空ポンプ３０５から排出され、排出経路３１１を通って下部タンク３１５内に貯った水を汲み上げて上部タンク３１３に供給できるように構成されている。
尚、上記水中ポンプ３２３と上部タンク３１３とを接続する循環経路３２５の途中には、一例としてモータによって駆動される三方弁３２７が配置されており、当該三方弁３２７を適宜切り替えることによって、上記水中ポンプ３２３によって汲み上げた水を上部タンク３１３内に供給したり、外部に排水できるように構成されている。
また、上部タンク３１３内の底部から上述した給水経路３０９が延びており、該給水経路３０９の他端が上述した水封式真空ポンプ３０５に接続されている。更に、上記乾燥室本体５と水封式真空ポンプ３０５を接続している排出経路２３５の途中には、外部から空気を取り込んで経路内の圧力を調整するニードル弁２４７が配置されている。
また、上部タンク３１３内の底部から上述した給水経路３０９が延びており、該給水経路３０９の他端が上述した水封式真空ポンプ３０５に接続されている。更に、上記乾燥室本体５と水封式真空ポンプ３０５を接続している排出経路２３５の途中には、外部から空気を取り込んで経路内の圧力を調整するニードル弁２４７が配置されている。
また、本実施の形態では、上記第１の実施の形態において設けられていた吸気筒５２、排気筒５３、排気管路５４、排風機５５等の構成部材は設けられておらず、これらに代わる構成部材として以下に述べるような構成部材が設けられている。
即ち、乾燥室本体５の一例として向って左側の側面に対して、乾燥室２５内に搬送用の窒素ガス等を充填するためのガス導入部３５が二組設けられている。そして、該各ガス導入部３５にはそれぞれガス導入管３６が接続されており、各ガス導入管３６の途中にはガスの導入量を調整するガス導入調整弁３７が各別に配置されている。
即ち、乾燥室本体５の一例として向って左側の側面に対して、乾燥室２５内に搬送用の窒素ガス等を充填するためのガス導入部３５が二組設けられている。そして、該各ガス導入部３５にはそれぞれガス導入管３６が接続されており、各ガス導入管３６の途中にはガスの導入量を調整するガス導入調整弁３７が各別に配置されている。
そして、このようにして構成される第２の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ｂによっても、上記第１の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ａと同様の作用、効果が発揮され、更に本実施の形態では減圧雰囲気下での低温での乾燥が実行できるから乾燥後の乾燥品Ｄの品質や外観、風味等が問題となるイチゴ等の果物を原料とする乾燥食品等の製造にマイクロ波乾燥機１Ｂを使用することも可能になる。
（３）第３の実施の形態（図１４参照）
本発明の被乾燥物の乾燥方法は、金属製容器５９に被乾燥物Ａを収容して乾燥室本体５内にセットまたは搬入する乾燥準備工程Ｓ１と、乾燥室本体５内にセットまたは搬入された被乾燥物Ａに向けてマイクロ波を照射して被乾燥物Ａを乾燥させるマイクロ波乾燥工程Ｓ２と、を備えることによって基本的に構成されている。
本発明の被乾燥物の乾燥方法は、金属製容器５９に被乾燥物Ａを収容して乾燥室本体５内にセットまたは搬入する乾燥準備工程Ｓ１と、乾燥室本体５内にセットまたは搬入された被乾燥物Ａに向けてマイクロ波を照射して被乾燥物Ａを乾燥させるマイクロ波乾燥工程Ｓ２と、を備えることによって基本的に構成されている。
そして、本発明では、上記マイクロ波乾燥工程Ｓ２において、マイクロ波照射装置９によって、乾燥室本体５内に照射されたマイクロ波を、垂れ壁９３によって外部への飛散を防止した状態で金属製容器５９内に導いて被乾燥物Ａを乾燥させるように構成されている。
また、本実施の形態では、被乾燥物Ａとして吸湿したシリカゲルを一例として使用し、上述した第１の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ａを使用することによって実行される被乾燥物の乾燥方法を示している。以下、この被乾燥物の乾燥方法を構成している各工程の内容について （ａ）乾燥の準備と、（ｂ）乾燥の実行と、の２段階に分けて具体的に説明する。
また、本実施の形態では、被乾燥物Ａとして吸湿したシリカゲルを一例として使用し、上述した第１の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ａを使用することによって実行される被乾燥物の乾燥方法を示している。以下、この被乾燥物の乾燥方法を構成している各工程の内容について （ａ）乾燥の準備と、（ｂ）乾燥の実行と、の２段階に分けて具体的に説明する。
（ａ）乾燥の準備
まず、乾燥準備工程Ｓ１において、上述した金属製容器５９に所定量の被乾燥物Ａである、使用によって吸湿したシリカゲルを収容する。次に、グリップ４１を握って開閉扉７を開けて乾燥室本体５の開口部３を開放させた状態にし、垂れ壁９３の下端部のマイクロ波漏洩防止機構２１Ｂと、支持台８１ｂとして機能するマイクロ波漏洩防止機構２１Ａと、の間の隙間に金属製容器５９の左右の側縁部８３ｃ、８３ｄを差し込み、奥部側に押し込んで金属製容器５９を乾燥室本体５内にセットする。
続いて、グリップ４１を再び握って開閉扉７を閉め、ロックハンドル４５を所定の方向に回して開閉扉７をロックする。
まず、乾燥準備工程Ｓ１において、上述した金属製容器５９に所定量の被乾燥物Ａである、使用によって吸湿したシリカゲルを収容する。次に、グリップ４１を握って開閉扉７を開けて乾燥室本体５の開口部３を開放させた状態にし、垂れ壁９３の下端部のマイクロ波漏洩防止機構２１Ｂと、支持台８１ｂとして機能するマイクロ波漏洩防止機構２１Ａと、の間の隙間に金属製容器５９の左右の側縁部８３ｃ、８３ｄを差し込み、奥部側に押し込んで金属製容器５９を乾燥室本体５内にセットする。
続いて、グリップ４１を再び握って開閉扉７を閉め、ロックハンドル４５を所定の方向に回して開閉扉７をロックする。
（ｂ）乾燥の実行
次に、制御ボックス３１の前面の操作ボタン等を操作してマイクロ波照射装置９及び排風機５５を起動して運転を開始する。マイクロ波照射装置９によって照射されたマイクロ波は、照射口１５を通って乾燥室本体５内に流入する。
乾燥室本体５内に流入したマイクロ波は、垂れ壁９３によって外方への移動が規制され、更に、金属製容器５９側端部のマイクロ波漏洩防止機構２１Ｂによってマイクロ波の漏洩が高周波的に防止されて金属製容器５９内に至り、被乾燥物Ａである吸湿したシリカゲルに照射されて効率の良いマイクロ波による加熱が実行されてシリカゲルは乾燥される。尚、乾燥中のマイクロ波出力は放射温度計７９によって計測された被乾燥物Ａの品温情報に基づいて制御装置３２で制御されている。
次に、制御ボックス３１の前面の操作ボタン等を操作してマイクロ波照射装置９及び排風機５５を起動して運転を開始する。マイクロ波照射装置９によって照射されたマイクロ波は、照射口１５を通って乾燥室本体５内に流入する。
乾燥室本体５内に流入したマイクロ波は、垂れ壁９３によって外方への移動が規制され、更に、金属製容器５９側端部のマイクロ波漏洩防止機構２１Ｂによってマイクロ波の漏洩が高周波的に防止されて金属製容器５９内に至り、被乾燥物Ａである吸湿したシリカゲルに照射されて効率の良いマイクロ波による加熱が実行されてシリカゲルは乾燥される。尚、乾燥中のマイクロ波出力は放射温度計７９によって計測された被乾燥物Ａの品温情報に基づいて制御装置３２で制御されている。
したがって、金属製容器５９内の被乾燥物Ａは常時１５０℃程度の高温での乾燥状態が維持されて加熱され、金属製容器５９内で活発な被乾燥物Ａの水分蒸発が実行されて効率的な乾燥が行われる。
また、被乾燥物Ａから発生した蒸気は、排風機５５によって生起される搬送風に乗って乾燥室本体５の天板部の排気口５３ａに運ばれ、パンチング板５７、排気筒５３、排気管路５４を通って外部に排出される。
そして、予め設定された設定時間の経過によって運転を停止し、マイクロ波乾燥機１Ａを使用した一連の乾燥が終了する。
また、被乾燥物Ａから発生した蒸気は、排風機５５によって生起される搬送風に乗って乾燥室本体５の天板部の排気口５３ａに運ばれ、パンチング板５７、排気筒５３、排気管路５４を通って外部に排出される。
そして、予め設定された設定時間の経過によって運転を停止し、マイクロ波乾燥機１Ａを使用した一連の乾燥が終了する。
（４）第４の実施の形態（図１５〜図２１参照）
本発明の第４の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ｃは、大量の被乾燥物Ａの乾燥を目的にした、連続式のマイクロ波乾燥機である。
したがって、被乾燥物Ａの連続的な乾燥を可能にする構成が付加されており、上述した第１の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ａよりも大型で処理能力が大きく、例えば無機触媒粉末の製造ライン等にも対応できる仕様のマイクロ波乾燥機になっている。
本発明の第４の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ｃは、大量の被乾燥物Ａの乾燥を目的にした、連続式のマイクロ波乾燥機である。
したがって、被乾燥物Ａの連続的な乾燥を可能にする構成が付加されており、上述した第１の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ａよりも大型で処理能力が大きく、例えば無機触媒粉末の製造ライン等にも対応できる仕様のマイクロ波乾燥機になっている。
尚、このマイクロ波乾燥機１Ｃに求められる基本的構成は、上述した第１の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ａや第２の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ｂと同様である。
したがって、ここでは上記第１の実施の形態と第２の実施の形態において既に説明した構成については説明を省略し、本実施の形態において新たに備えた構成や上記実施の形態との構成の変更点を中心に説明する。
したがって、ここでは上記第１の実施の形態と第２の実施の形態において既に説明した構成については説明を省略し、本実施の形態において新たに備えた構成や上記実施の形態との構成の変更点を中心に説明する。
まず、本実施の形態では、金属製容器５９Ａとして上述した実施の形態において使用した図６に示す金属製容器５９よりも幅広で、左右の側縁部８３ｃ、８３ｄに対して一例として平面視門型形状の取っ手８５、８５を備えた金属製容器５９Ａが採用されている。
また、乾燥室本体５は、一例として上記金属製容器５９Ａを１１個収容できる大きさの搬送方向Ｙに長い、角筒形状を有しており、その前端面には金属製容器５９Ａを搬入するための開口部３Ａが設けられており、一方、後端面には金属製容器５９Ａを搬出するための開口部３Ｂが形成されている。
また、乾燥室本体５は、一例として上記金属製容器５９Ａを１１個収容できる大きさの搬送方向Ｙに長い、角筒形状を有しており、その前端面には金属製容器５９Ａを搬入するための開口部３Ａが設けられており、一方、後端面には金属製容器５９Ａを搬出するための開口部３Ｂが形成されている。
また、これらの開口部３Ａ、３Ｂのそれぞれには、開閉手段７の一例である開閉シャッター７ｂ、７ｂが取り付けられている。尚、図示は省略するが、上記２つの開口部３Ａ、３Ｂと２つの開閉シャッター７ｂ、７ｂの間にも上述した開口部３と開閉扉７ａとの間に設けられていたのと同様のマイクロ波漏洩防止機構２１が設けられていることが望ましい。
上記乾燥室本体５は、上述した１１個の金属製容器５９Ａに対応した１１の領域に区画されており、これらの領域の各々には、一例としてマイクロ波出力が１．９ｋｗの４基のマイクロ波照射装置９と１つの垂れ壁９３によって構成されているマイクロ波乾燥ユニットＵが配置されている。
上記乾燥室本体５は、上述した１１個の金属製容器５９Ａに対応した１１の領域に区画されており、これらの領域の各々には、一例としてマイクロ波出力が１．９ｋｗの４基のマイクロ波照射装置９と１つの垂れ壁９３によって構成されているマイクロ波乾燥ユニットＵが配置されている。
また、上記乾燥室本体５の下方には、同じく金属製容器５９Ａの搬送方向Ｙに長い支持架台２３が設けられており、該支持架台２３の後方からその内部、更に乾燥室本体５の上方空間を利用して、前記１１組のマイクロ波乾燥ユニットＵに対応した位置に同じく１１組の排風ユニットＷが設けられている。該排風ユニットＷは、上記支持架台２３の後方に配置される送風手段の一例である吸気用熱風ファン１０３とヒータ１０５と、該吸気用熱風ファン１０３から延び、上記支持架台２３の内部を通って上記乾燥室本体５の一例として底板部の吸気口１０６に接続されている送風ダクト１０７と、を備えている。
また、乾燥室本体５の一例として天板部には排気口１０９が形成されており、該排気口１０９に接続される排風量調整ダンパ１１１と、上方から後方にかけて延びる排風ダクト１１３と、を備えることによって排風ユニットＷが構成されている。
また、乾燥室本体５の一例として天板部には排気口１０９が形成されており、該排気口１０９に接続される排風量調整ダンパ１１１と、上方から後方にかけて延びる排風ダクト１１３と、を備えることによって排風ユニットＷが構成されている。
また、上記支持架台２３を利用して金属製容器５９Ａを乾燥室本体５内に搬入して搬送方向Ｙに向けて搬送させる搬送手段１１５が備えられている。具体的には、本実施の形態では支持台８１ｂが金属製容器５９Ａの搬送方向Ｙに沿って敷設される支持レール８１ｃによって構成されている。
そして、上記搬送手段１１５は、上記支持レール８１ｃ上に整列配置されている複数（一例として１１個）の金属製容器５９Ａを搬送方向Ｙに移動させるための手段であって、本実施の形態では一例として上記金属製容器５９Ａの取っ手８５に２ヶ所ずつ作用して該金属製容器５９Ａに送り力Ｆを付与する一例として三角形板状の係止爪１１７と、これらの係止爪１１７を保持して所定ストローク、送り方向Ｙ１と戻し方向Ｙ２とに一体に移動させる２本の操作ロッド１１９と、駆動源となる駆動モータ１２１と、該駆動モータ１２１の出力軸の回転を一例としてチェーン駆動伝達機構を介して上記操作ロッド１１９の送り方向Ｙ１ないし戻し方向Ｙ２の直線運動に変換する揺動クランク機構１２３と、を備えることによって構成されている。
なお、搬送手段１１５としては、上記の実施の形態のものに限られず、例えば、チェーンコンベヤを利用した搬送手段等を採用することも可能である。
そして、上記搬送手段１１５は、上記支持レール８１ｃ上に整列配置されている複数（一例として１１個）の金属製容器５９Ａを搬送方向Ｙに移動させるための手段であって、本実施の形態では一例として上記金属製容器５９Ａの取っ手８５に２ヶ所ずつ作用して該金属製容器５９Ａに送り力Ｆを付与する一例として三角形板状の係止爪１１７と、これらの係止爪１１７を保持して所定ストローク、送り方向Ｙ１と戻し方向Ｙ２とに一体に移動させる２本の操作ロッド１１９と、駆動源となる駆動モータ１２１と、該駆動モータ１２１の出力軸の回転を一例としてチェーン駆動伝達機構を介して上記操作ロッド１１９の送り方向Ｙ１ないし戻し方向Ｙ２の直線運動に変換する揺動クランク機構１２３と、を備えることによって構成されている。
なお、搬送手段１１５としては、上記の実施の形態のものに限られず、例えば、チェーンコンベヤを利用した搬送手段等を採用することも可能である。
また、搬送方向Ｙの下流側の３組のマイクロ波乾燥ユニットＵのマイクロ波照射装置９には、他のマイクロ波照射装置９よりも長い導波管１２５が設けられており、これらの導波管１２５におけるマイクロ波発振装置１０寄りの端部には、乾燥が進むとマイクロ波の反射波が増大するため、マイクロ波発振装置１０にマイクロ波の反射波が戻らないようにするためのアイソレータ１２７が配置されている。
そして、このようにして構成されるマイクロ波乾燥機１Ｃによって、例えば被乾燥物Ａである無機触媒粉末を乾燥させる場合には、所定量の被乾燥物Ａを金属製容器５９Ａに入れ、支持レール８１ｃ上にセットする。次に、開口部３Ａを閉塞している開閉シャッター７ｂを開け、搬送手段１１５の駆動モータ１２１を駆動する。
そして、このようにして構成されるマイクロ波乾燥機１Ｃによって、例えば被乾燥物Ａである無機触媒粉末を乾燥させる場合には、所定量の被乾燥物Ａを金属製容器５９Ａに入れ、支持レール８１ｃ上にセットする。次に、開口部３Ａを閉塞している開閉シャッター７ｂを開け、搬送手段１１５の駆動モータ１２１を駆動する。
上記駆動モータ１２１の出力軸はチェーン駆動伝達機構を介して揺動クランク機構１２３に伝達される。そして、該揺動クランク機構１２３によって直線運動に変換された力が操作ロッド１１９に伝達され、該操作ロッド１１９は係止爪１１７を一体に伴なって送り方向Ｙ１に所定ストローク移動する。
これに伴い、乾燥室本体５の搬入側の開口部３Ａの手前に待機していた金属製容器５９Ａは、係止爪１１７が回動接続ピン１１８を中心に回動して係止位置に移行し、取っ手８５に係止されることで送り力Ｆが付与される。そして、金属製容器５９Ａは、該開口部３Ａを通って乾燥室本体５内に進入し、乾燥室本体５内の上流側の最初の乾燥領域で停止する。
これに伴い、乾燥室本体５の搬入側の開口部３Ａの手前に待機していた金属製容器５９Ａは、係止爪１１７が回動接続ピン１１８を中心に回動して係止位置に移行し、取っ手８５に係止されることで送り力Ｆが付与される。そして、金属製容器５９Ａは、該開口部３Ａを通って乾燥室本体５内に進入し、乾燥室本体５内の上流側の最初の乾燥領域で停止する。
次に、開閉シャッター７ｂを閉めて搬入側の開口部３Ａを閉塞する。尚、この時、搬出側の開口部３Ｂは開閉シャッター７ｂによって閉塞されたままである。
次に、マイクロ波照射装置９を駆動し、約５分間、被乾燥物Ａの重量等に基づいて定められる所定の出力でのマイクロ波乾燥を実行する。更に、排風ユニットＷを駆動し、乾燥室本体５内にヒータ１０５によって所定の温度（例えば２００℃程度）に加熱された所定流量 （例えば５．５ｍ3／ｍｉｎ程度）の空気を取り込んで乾燥によって発生した乾燥室本体５ 内の蒸気を結露させ ないよう、排風ダクト１１３に接続される図示しない排気集合ダクト の上流位置での温度が８０℃、相対湿度が１００％より僅かに低い温度（結露しない限界の湿度）になるように設定して排気風量調整ダンパ１１１によってその風量を調整しながら排風ダクト１１３から外部に排出する。
次に、マイクロ波照射装置９を駆動し、約５分間、被乾燥物Ａの重量等に基づいて定められる所定の出力でのマイクロ波乾燥を実行する。更に、排風ユニットＷを駆動し、乾燥室本体５内にヒータ１０５によって所定の温度（例えば２００℃程度）に加熱された所定流量 （例えば５．５ｍ3／ｍｉｎ程度）の空気を取り込んで乾燥によって発生した乾燥室本体５ 内の蒸気を結露させ ないよう、排風ダクト１１３に接続される図示しない排気集合ダクト の上流位置での温度が８０℃、相対湿度が１００％より僅かに低い温度（結露しない限界の湿度）になるように設定して排気風量調整ダンパ１１１によってその風量を調整しながら排風ダクト１１３から外部に排出する。
尚、送風ダクト１０７を通って乾燥室本体５内に送られてきたヒータ１０５によって加熱された空気は、図１９に示すように乾燥室本体５内の支持部材間の隙間を通って、支持部８１の上方空間に流入し、更に垂れ壁９３と金属製容器５９Ａとの間の隙間を通って垂れ壁９３の内方空間に流入する。そして、垂れ壁９３内において発生した蒸気を伴って、上記排気口１０９から排風ダクト１１３を通って外部に排出される。
また、上記の乾燥時間を利用して、搬送手段１１５の駆動モータ１２１が逆方向に回転させて操作ロッド１１９を戻し方向Ｙ２に移動させる。これに伴い、上記係止爪１１７は回動接続ピン１１８を中心に所定の角度回動し係止解除位置に至る。以下、同様の動作を所定回数繰り返すと、被乾燥物Ａは搬送方向Ｙの最下流位置の乾燥領域に到達し、同じく約５分間のマイクロ波乾燥が実行される。したがって、本実施の形態では、トータルの乾燥時間が約５５分となる。
尚、上述したように一例として１１に区画した各領域での水分の蒸発量は一様でなく、最初の１つ目と２つ目の領域で被乾燥物Ａ中の水分を常温から沸点まで昇温させる（したがって蒸発量は僅か）。次の３つ目の領域から蒸発が活発になり、４つ目〜７つ目位の領域で蒸発が最も活発になる。そして、８つ目の領域から蒸発が激減し、最後の１１個目の領域でその水分量を０にすることを目標にしている。
また、上記の乾燥時間を利用して、搬送手段１１５の駆動モータ１２１が逆方向に回転させて操作ロッド１１９を戻し方向Ｙ２に移動させる。これに伴い、上記係止爪１１７は回動接続ピン１１８を中心に所定の角度回動し係止解除位置に至る。以下、同様の動作を所定回数繰り返すと、被乾燥物Ａは搬送方向Ｙの最下流位置の乾燥領域に到達し、同じく約５分間のマイクロ波乾燥が実行される。したがって、本実施の形態では、トータルの乾燥時間が約５５分となる。
尚、上述したように一例として１１に区画した各領域での水分の蒸発量は一様でなく、最初の１つ目と２つ目の領域で被乾燥物Ａ中の水分を常温から沸点まで昇温させる（したがって蒸発量は僅か）。次の３つ目の領域から蒸発が活発になり、４つ目〜７つ目位の領域で蒸発が最も活発になる。そして、８つ目の領域から蒸発が激減し、最後の１１個目の領域でその水分量を０にすることを目標にしている。
また、本実施の形態では、乾燥前の被乾燥物Ａの重量を図示しないロードセル等によって計測し、該計測した重量に基づいてマイクロ波出力またはマイクロ波の照射時間を設定している。したがって被乾燥物Ａの重量が１０％少なければマイクロ波の照射時間を１０％短くして４．５分にしたり、マイクロ波出力を１０％小さくする等、設定を変えて乾燥を実行する。
上記乾燥終了後、搬出側の開口部３Ｂを閉塞していた開閉シャッター７ｂを開け、搬送手段１１５の駆動モータ１２１を駆動して金属製容器５９Ａを所定ストローク、搬送方向Ｙに移動させると、該金属製容器５９Ａは、開口部３Ｂを通って乾燥室本体５の外部に搬出される。
以上で、被乾燥物Ａの乾燥が終了し、所定水分量まで乾燥が高められた乾燥品Ｄが得られる。尚、ここで得られた乾燥品Ｄは、次工程の焼成工程に移行し、該焼成工程で焼成処理が実行されて焼成品である無機触媒粉末に加工される。
以上で、被乾燥物Ａの乾燥が終了し、所定水分量まで乾燥が高められた乾燥品Ｄが得られる。尚、ここで得られた乾燥品Ｄは、次工程の焼成工程に移行し、該焼成工程で焼成処理が実行されて焼成品である無機触媒粉末に加工される。
そして、このようにして構成される第４の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ｃによっても、上記第１の実施の形態によるマイクロ波乾燥機１Ａと同様の作用、効果が発揮される。
更に、本実施の形態では連続式のマイクロ波乾燥機としたことにより、約５分間隔で順次、乾燥品Ｄが製造されるため、極めて効率的で大量生産に対応した被乾燥物Ａの高温での乾燥処理が実行される。
更に、本実施の形態では連続式のマイクロ波乾燥機としたことにより、約５分間隔で順次、乾燥品Ｄが製造されるため、極めて効率的で大量生産に対応した被乾燥物Ａの高温での乾燥処理が実行される。
（５）垂れ壁の効果の検証（図２２〜図２５参照）
次に、上記垂れ壁９３の効果を試すために行った比較試験で使用した装置の構成と該比較試験の内容と結果について具体的に説明する。
マイクロ波を使用した乾燥機では、マイクロ波をロスなく被乾燥物Ａに照射することが効率の良い乾燥を行う上で重要である。しかし、乾燥室本体５内に照射されたマイクロ波の一部は、被乾燥物Ａの乾燥に使用されることなく、乾燥室本体内で飛散したり、乾燥室本体５外に漏洩してしまってロスが発生してしまう。
次に、上記垂れ壁９３の効果を試すために行った比較試験で使用した装置の構成と該比較試験の内容と結果について具体的に説明する。
マイクロ波を使用した乾燥機では、マイクロ波をロスなく被乾燥物Ａに照射することが効率の良い乾燥を行う上で重要である。しかし、乾燥室本体５内に照射されたマイクロ波の一部は、被乾燥物Ａの乾燥に使用されることなく、乾燥室本体内で飛散したり、乾燥室本体５外に漏洩してしまってロスが発生してしまう。
そこで、図２２に示すように垂れ壁９３を有しないマイクロ波乾燥機１０１Ａと、図２３に示すように垂れ壁９３を設置したマイクロ波乾燥機１０１Ｂと、の２種類のマイクロ波乾燥機を用意し、垂れ壁９３の効果を検証した。
尚、本比較試験では、垂れ壁９３の有無とマイクロ波の乾燥効率との関係を正確に把握するため、放射温度計７９で被乾燥物Ａの温度を計測しながら、被乾燥物Ａの温度が設定加熱温度１００℃になるまでの時間を比較した。
尚、本比較試験では、垂れ壁９３の有無とマイクロ波の乾燥効率との関係を正確に把握するため、放射温度計７９で被乾燥物Ａの温度を計測しながら、被乾燥物Ａの温度が設定加熱温度１００℃になるまでの時間を比較した。
比較試験の結果は、図２４及び図２５に示す通りであり、垂れ壁９３を有しないマイクロ波乾燥機１０１Ａの場合、図２４に示すように被乾燥物Ａの品温が８０℃になるのに約１３分、１００℃になるのに約２８分かかっていたのに対して、垂れ壁９３を設置したマイクロ波乾燥機１０１Ｂでは、図２５に示すように被乾燥物Ａの品温が８０℃になるのに約９分、１００℃になるのに約２２分と、大幅に時間が短縮されている。
したがって、垂れ壁９３を設置することによってマイクロ波のロスが少なくなって、被乾燥物Ａの乾燥に効果的にマイクロ波が使用されるようになって、マイクロ波による乾燥効率が向上することが分かる。
したがって、垂れ壁９３を設置することによってマイクロ波のロスが少なくなって、被乾燥物Ａの乾燥に効果的にマイクロ波が使用されるようになって、マイクロ波による乾燥効率が向上することが分かる。
尚、ここで述べた垂れ壁９３の効果は、被乾燥物Ａを高温で乾燥させる場合と低温で乾燥させる場合の両方に適用される。したがって、上記第２の実施の形態で述べたような減圧装置３０１を備えた乾燥機であれば、容器の熱変形等が生じない１００℃以下の低温での乾燥が可能であるから、このようなマイクロ波乾燥機に対して垂れ壁９３を設置して、適用することも可能である。
尚、本発明のマイクロ波乾燥機１及び被乾燥物の乾燥方法は、上記の実施の形態のものに限定されずその発明の要旨内での変更が可能である。
例えば、マイクロ波発振装置１０の容量や数は、乾燥する被乾燥物Ａの量や種類あるいは乾燥室本体５の大きさ等の違いに応じて適宜調整でき、上述した金属製容器５９の大きさも上記説明の中で明記した大きさに限らず、例えば幅を７００ｍｍ、奥行きを４００ｍｍ、深さを１５０ｍｍに変更したり、幅を５００ｍｍ、奥行きを４００ｍｍ、深さを１５０ｍｍにする等、適宜のサイズに変更することが可能である。
更に、金属製容器５９の形状は、浅底の円筒形状にする等、他の形状であっても構わないし、垂れ壁９３の形状も角筒状に限らず円筒状にする等、他の形状であってもよい。
この他、乾燥室２５内で発生した蒸気の排除手段としては、上述した第１の実施の形態で採用した気流導入方式に限らず、コールドトラップ方式でも良く、開閉扉７の開閉構造も片開き方式に限らず、両開き方式であっても良いし、スライド開閉方式であっても構わない。
例えば、マイクロ波発振装置１０の容量や数は、乾燥する被乾燥物Ａの量や種類あるいは乾燥室本体５の大きさ等の違いに応じて適宜調整でき、上述した金属製容器５９の大きさも上記説明の中で明記した大きさに限らず、例えば幅を７００ｍｍ、奥行きを４００ｍｍ、深さを１５０ｍｍに変更したり、幅を５００ｍｍ、奥行きを４００ｍｍ、深さを１５０ｍｍにする等、適宜のサイズに変更することが可能である。
更に、金属製容器５９の形状は、浅底の円筒形状にする等、他の形状であっても構わないし、垂れ壁９３の形状も角筒状に限らず円筒状にする等、他の形状であってもよい。
この他、乾燥室２５内で発生した蒸気の排除手段としては、上述した第１の実施の形態で採用した気流導入方式に限らず、コールドトラップ方式でも良く、開閉扉７の開閉構造も片開き方式に限らず、両開き方式であっても良いし、スライド開閉方式であっても構わない。
本発明のマイクロ波乾燥機及び被乾燥物の乾燥方法は、１５０℃以上の高温での乾燥を行っている被乾燥物の乾燥現場等で利用でき、特に容器の熱変形等を防止し、被乾燥物のムラのない均一な乾燥を効率良く安価に実施したい場合に利用可能性を有する。
１ マイクロ波乾燥機
３ 開口部
５ 乾燥室本体
７ 開閉手段
７ａ 開閉扉
７ｂ 開閉シャッター
９ マイクロ波照射装置
１０ マイクロ波発振装置
１１ シール部材
１３ シール構造
１５ 照射口
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
３１ 制御ボックス
３２ 制御装置
３５ ガス導入部
３６ ガス導入管
３７ ガス導入調整弁
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
５２ 吸気筒
５２ａ 吸気口
５３ 排気筒
５３ａ 排気口
５４ 排気管路
５５ 排風機（送風手段）
５７ パンチング板
５７ａ 通気口
５８ 金網
５９ 金属製容器
５９ａ 側面部
５９ｂ 底面部
６１ シール面
６３ 中間経路
６５ 遮蔽板
６７ 先端部
６９ 基端部
７９ 放射温度計
８１ 支持部
８１ａ 支持板
８１ｂ 支持台
８１ｃ 支持レール
８２ 容器本体
８３ 周縁部
８３ａ 前縁部
８３ｂ 後縁部
８３ｃ 左側縁部
８３ｄ 右側縁部
８５ 取っ手
９３ 垂れ壁
９５ フランジ部
１０１ マイクロ波乾燥機
１０３ 吸気用熱風ファン（送風手段）
１０５ ヒータ
１０６ 吸気口
１０７ 送風ダクト
１０９ 排気口
１１１ 排気風量調整ダンパ
１１３ 排風ダクト
１１５ 搬送手段
１１７ 係止爪
１１８ 回動接続ピン
１１９ 操作ロッド
１２１ 駆動モータ
１２３ 揺動クランク機構
１２５ 導波管
１２７ アイソレータ
２３５ 排出経路
２４７ ニードル弁
３０１ 減圧装置
３０３ 支持架台
３０５ 水封式真空ポンプ
３０７ 循環式給排水装置
３０９ 給水経路
３１１ 排水経路
３１３ 上部タンク
３１５ 下部タンク
３１７ 給水ノズル
３１９ ボールタップ
３２１ 温度センサ
３２３ 水中ポンプ
３２５ 循環経路
３２７ 三方弁
３２９ 真空用コネクタ
３３１ 真空ポンプ
３３３ 真空経路
３３５ 制御弁
Ａ 被乾燥物
Ｇ ギャップ
Ｏ 中点
Ｂ 接続点
Ｃ 接点
Ｌ 距離
Ｄ 乾燥品
Ｓ１ 乾燥準備工程
Ｓ２ マイクロ波乾燥工程
Ｔ シート
Ｙ 搬送方向
Ｙ１ 送り方向
Ｙ２ 戻し方向
Ｕ マイクロ波乾燥ユニット
Ｗ 排風ユニット
Ｆ 送り力
３ 開口部
５ 乾燥室本体
７ 開閉手段
７ａ 開閉扉
７ｂ 開閉シャッター
９ マイクロ波照射装置
１０ マイクロ波発振装置
１１ シール部材
１３ シール構造
１５ 照射口
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
３１ 制御ボックス
３２ 制御装置
３５ ガス導入部
３６ ガス導入管
３７ ガス導入調整弁
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
５２ 吸気筒
５２ａ 吸気口
５３ 排気筒
５３ａ 排気口
５４ 排気管路
５５ 排風機（送風手段）
５７ パンチング板
５７ａ 通気口
５８ 金網
５９ 金属製容器
５９ａ 側面部
５９ｂ 底面部
６１ シール面
６３ 中間経路
６５ 遮蔽板
６７ 先端部
６９ 基端部
７９ 放射温度計
８１ 支持部
８１ａ 支持板
８１ｂ 支持台
８１ｃ 支持レール
８２ 容器本体
８３ 周縁部
８３ａ 前縁部
８３ｂ 後縁部
８３ｃ 左側縁部
８３ｄ 右側縁部
８５ 取っ手
９３ 垂れ壁
９５ フランジ部
１０１ マイクロ波乾燥機
１０３ 吸気用熱風ファン（送風手段）
１０５ ヒータ
１０６ 吸気口
１０７ 送風ダクト
１０９ 排気口
１１１ 排気風量調整ダンパ
１１３ 排風ダクト
１１５ 搬送手段
１１７ 係止爪
１１８ 回動接続ピン
１１９ 操作ロッド
１２１ 駆動モータ
１２３ 揺動クランク機構
１２５ 導波管
１２７ アイソレータ
２３５ 排出経路
２４７ ニードル弁
３０１ 減圧装置
３０３ 支持架台
３０５ 水封式真空ポンプ
３０７ 循環式給排水装置
３０９ 給水経路
３１１ 排水経路
３１３ 上部タンク
３１５ 下部タンク
３１７ 給水ノズル
３１９ ボールタップ
３２１ 温度センサ
３２３ 水中ポンプ
３２５ 循環経路
３２７ 三方弁
３２９ 真空用コネクタ
３３１ 真空ポンプ
３３３ 真空経路
３３５ 制御弁
Ａ 被乾燥物
Ｇ ギャップ
Ｏ 中点
Ｂ 接続点
Ｃ 接点
Ｌ 距離
Ｄ 乾燥品
Ｓ１ 乾燥準備工程
Ｓ２ マイクロ波乾燥工程
Ｔ シート
Ｙ 搬送方向
Ｙ１ 送り方向
Ｙ２ 戻し方向
Ｕ マイクロ波乾燥ユニット
Ｗ 排風ユニット
Ｆ 送り力
Claims (10)
- 被乾燥物を収容する金属製容器と、
上記金属製容器をセットしたり搬入・搬出させる際に出入り口となる、少なくとも１つの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、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉手段と、
上記乾燥室本体に対して取り付けられ、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、
上記乾燥室本体の内部に設けられ、マイクロ波照射装置のマイクロ波の照射口が形成されている部分から、該照射口を取り囲むように金属製容器に向かって延びる垂れ壁と、を具備し、
上記垂れ壁の金属製容器側端部は、乾燥室本体の内部においてセットまたは移動する金属製容器の周縁部に臨むように接近状態で設けられていて、上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置されていることを特徴とするマイクロ波乾燥機。 - 被乾燥物を収容する金属製容器と、
上記金属製容器をセット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、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉扉と、
上記乾燥室本体に対して取り付けられ、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、
上記乾燥室本体の内部に設けられ、マイクロ波照射装置のマイクロ波の照射口が形成されている部分から、該照射口を取り囲むように金属製容器に向かって延びる垂れ壁と、を具備し、
上記垂れ壁の金属製容器側端部は、乾燥室本体の内部においてセットまたは移動する金属製容器の周縁部に臨むように接近状態で設けられていて、上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置されていることを特徴とするマイクロ波乾燥機。 - 被乾燥物を収容する金属製容器と、
上記金属製容器を搬入・搬出させ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、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉シャッターと、
上記乾燥室本体に対して取り付けられ、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、
上記乾燥室本体の内部に設けられ、マイクロ波照射装置のマイクロ波の照射口が形成されている部分から、該照射口を取り囲むように金属製容器に向かって延びる垂れ壁と、
上記金属製容器を上記乾燥室本体内に搬入して搬送方向に向けて搬送させる搬送手段と、を具備し、
上記垂れ壁の金属製容器側端部は、乾燥室本体の内部においてセットまたは移動する金属製容器の周縁部に臨むように接近状態で設けられていて、上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置されていると共に、
上記乾燥室本体には、上記マイクロ波照射装置と垂れ壁とを備えるヒータユニットによって構成されるマイクロ波乾燥ユニットが上記金属製容器の搬送方向に沿って複数組配置されており、上記被乾燥物は、これら複数組のマイクロ波乾燥ユニットの存する領域を順次移動しながら乾燥が実行されるように構成されていることを特徴とするマイクロ波乾燥機。 - 上記乾燥室本体の開口部と該開口部を閉塞する開閉手段との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置さ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。
- 上記乾燥室本体には、乾燥中の被乾燥物の品温を計測する放射温度計と、
上記放射温度計によって計測された被乾燥物の品温に基づいて上記マイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波出力を制御する制御装置と、を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロ波乾燥機。 - 上記乾燥室本体には、乾燥室本体内に空気を導入する吸気口と、乾燥室本体内の湿気を含んだ空気を乾燥室本体外に排出する排気口と、が備えられていて、上記吸気口と排気口のいずれか一方または双方には、加熱によって被乾燥物から発生した蒸気を乾燥室本体外に排出する送風手段が接続されており、
上記吸気口及び排気口には、空気の通過は許容するが、マイクロ波の通過は許容しない通気口を有するパンチング板が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロ波乾燥機。 - 上記乾燥室本体は、上記開閉手段により上記開口部を閉塞した状態で減圧雰囲気下での使用に耐えられる気密構造と耐圧構造とを有しており、
上記乾燥室本体には、上記開口部を閉塞した状態で上記乾燥室本体内を減圧雰囲気にする減圧装置が接続されていることを特徴とする請求項１または４記載のマイクロ波乾燥機。 - 上記金属製容器は、上面が開放された箱状の容器本体と、該容器本体の開放された上面部の周囲に設けられる周縁部と、を備えており、
上記周縁部のうち、上記容器本体の左右側縁部における前端面と後端面は開放されていて、上記乾燥室本体の内部に設けられている支持部に対して、セット・取出し方向ないし搬入・搬出方向に沿う前後方向に移動可能な係合状態で上記側縁部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。 - 上記支持部における支持台と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ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が配置されていることを特徴とする請求項８記載のマイクロ波乾燥機。
- 上記支持台は、上記金属製容器の搬送方向に沿って敷設される支持レールによって構成されており、
上記搬送手段は、上記支持レール上に整列配置されている複数の金属製容器の全部またはその一部に作用して金属製容器に送り力を付与する係止爪と、
上記係止爪を保持して所定ストローク、送り方向と戻し方向とに係止爪を移動させる操作ロッドと、
駆動源となる駆動モータと、
上記駆動モータの出力軸の回転を上記操作ロッドの送り方向ないし戻し方向の直線運動に変換する揺動クランク機構と、を備え、
上記係止爪は、上記操作ロッドに対して回動接続ピンを介して回動可能に接続されており、操作ロッドを戻し方向に移動させると、上記係止爪は金属製容器に対する係止が解除される係止解除位置に移行し、操作ロッドを送り方向に移動させると、上記係止爪は金属製容器に対する係止が実行される係止位置に移行するように構成されていることを特徴とする請求項９記載のマイクロ波乾燥機。
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