JPH01194288A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高周波により、殊に高周波とマイクロ波との
併用により、迅速かつ均一に被加熱材料の加熱または乾
燥を行うための装置に関するものである。

従来の技術 プラスチック原料を成形機に供給するに際し、乾燥（ま
たは予熱）とホッパとを兼ねた装置として、ホッパドラ
イヤが使用されている。ホヤパトライヤは、吸湿性のあ
るプラスチックス原料を。

成形機に供給するに先立ち許容水分率以下にまで乾燥す
るものであるが、吸湿性のないプラスチ−。

クス原料であっても、予熱により加熱シリンダ内での可
塑化時間が短縮できるので適用できる。

現在普及しているホッパドライヤは、プロワにより外部
から取り入れた空気をヒータで加熱し。

ホッパの下部から熱風を吹き込むようにしたものである
。

また、成形材料を予熱する装置として、上部電極および
下部電極よりなる平行電極の下部電極の上にタブレット
状の材料を載置し、高周波発振機により両電極間に高周
波電圧を印加するよう°にした高周波予熱機も知られて
おり、その際の加熱むらを防ぐために、下部電極をロー
ラ電極とし、その上にタブレット状の成形材料を載置し
て回転させながら加熱を行う方式も知られている。（た
とえば、「プラスチック加工技術便覧（新版）、発行所
日刊工業新聞社、昭和５４年ｌθ月２０日６版発行、９
４〜９８頁参照） 実開昭６０−８４０９６号公報には、流動物（粉粒物を
含む）を加熱する装置として、外部加熱可能な金属製加
熱器本体にマイクロ波発振機を付設して内部加熱も可能
にし、かつ加熱器本体の内部に攪拌翼を設けた構造のマ
イクロ波加熱機が示されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の熱風吹き込み式のホッパドライヤ
は、乾燥に最短でも６時間程度、通常は８〜１６時間程
度もかかるという不利がある。

平行電極式の高周波予熱機は、電極の平行度の寸法精度
および被加熱材料の投入密度によって加熱むらを生じ、
均一な加熱、乾燥を行うことが困難である。下部電極を
ローラ電極としたものも、均一な加熱乾燥は容易ではな
い、またこれらの高周波予熱機は、被加熱材料の形状が
円盤状のタブレットに限られるという制約があり、粉粒
状あるいはペレット状の成形材料には適用できないとい
う不利がある。

実開昭６０−８４０９６号公報に開示のマイクロ波加熱
機も、乾燥効率の点モはなお改良の余地がある。

上述の熱風吹き込み式のホッパドライヤ、平行電極式ま
たはその下部電極をローラ電極とした高周波予熱機、マ
イ、クロ波加熱機は、いずれも実用化されているか実用
化可能な装置であるが、それぞれに問題点があり、さら
にその根本的な改良が望まれる。

課題を解決するための手段 本発明の高周波加熱機は、筒状の外側電極（１）と筒状
の内側電極（２）とが同心に配置され、かつ両電極（１
）、（２）間のスペースが被加熱材料の収容室（３）を
形成している高周波加熱装置であって、前記内側電極（
２）は駆動回転軸（４）周りに回転可能に構成されると
共にその外表面には攪拌翼（５）が設けられ、さらに、
収容室（３）に通ずるように被加熱材料導入出口（６）
が設けられているものである。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明の装置で加熱または乾燥する被加熱材料としては
、粉粒状、ペレット状、ケーキ状、チップ状、ペースト
状、液状等の性状を有する各種の材料、たとえば、プラ
スチックス成形原料、セラミックス成形原料、食品原料
、飲料原料、薬品、他の有機質または動植物性材料、他
の無機質または鉱物性材料、他の工業用材料などがあげ
られる。

本発明の高周波加熱機は、基本的には、筒状の外側電極
（１）と筒状の内側電極（２）との同心二重管構造を有
する０両電極（１）、（２）間のスペースが被加熱材料
の収容室（３）となる、二重管の両開口端は、適当な蓋
体や板体で覆う、二重管は縦型にして使用することが多
いが、横型あるいは斜傾型とすることもある。

内側電極（２）は駆動回転軸（４）周りに回転可能に構
成され、かつ内側電極（２）の外表面には攪拌翼（５）
が設けられる。攪拌翼（５）の形状は、スクリュー形、
その他任意の形状とすることができる。攪拌翼（５）の
材質としては、絶縁体を用いることが多いが、材質を選
べば金属製のものを用いることもできる。

外側電極（１）あるいは蓋体や板体の適当個所には、収
容室（３）に通ずるように、被加熱材料導入出口（６）
が設けられる。この導入出口（６）は、導入口と導出口
を別々に形成してもよく、１つの口で両者を兼ねてもよ
い。

上述のように本発明の高周波加熱機は、筒状の外側電極
（１）、筒状の内側電極（２）、内電極（１）、（２）
間のスペースである収容室（３）、内側電極（２）を回
転させる駆動回転軸（４）、内側電極（２）の外表面に
設けられる攪拌！　（５）　、被加熱材料導入出口（６
）の各部材からなるが、そのほか下記のような工夫を施
すことが望ましい。

■　マイクロ波発振機（７）からの導波管（８）を連結
するマイクロ波導入口（９）が設ける。

■　減圧のためあるいは加熱流体または乾燥流体の導入
出のための口部（１０）を設ける。

■）収容室（３）内の被加熱材料を外部加熱する外部加
熱手段（１１）を設ける。

■におけるマイクロ波導入口（９）、■における口部（
１０）は、外側電極（１）または二重管の両開口端を覆
う蓋体や板体に、収容室（３）に通ずるように設ける。

■における外部加熱手段（１１）としては、外側電極（
１）や蓋体または板体の外部に付設したジャケットに加
熱用流体を供給するもの、内側電極（２）の内部に加熱
用流体を供給するもの、外側電極（１）、内側電極（２
）あるいは蓋体または板体を電熱により加熱するものな
どがあげられる。

作　　　用 収容室（３）内に被加熱材料を連続的にあるいはバッチ
で供給し、内側電極（２）たとえば１分間当り２０〜５
０回転の速度で回転させると共に、外側電極（１）と内
側電極（２）との間に高周波発振機（１２）により高周
波電圧を印加すれば、収容室（３）内に供給された被加
熱材料は内側電極（２）の外表面に設けた攪拌翼（５）
により攪拌されながらすみやかに内部加熱され、迅速か
つ均一に加熱される。

収容室（３）に通ずるようにマイクロ波導入ｏ（９）を
設け、そこからマイクロ波を導入するようにすれば、収
容室（３）内に供給された被加熱材料はマイクロ波によ
ってもすみやかに内部加熱される。

また、口部（１０）を設けて、減圧や加熱流体または乾
燥流体の導入出を行ったり、外部加熱手段（１１）を設
けて外部加熱するときは、被加熱材料はさらに迅速に加
熱される。

従って、被加熱材料の加熱目的に応じ適宜の加熱方式を
選択すればよい。

実　　施　　例 次に実施例をあげて本発明をさらに説明する。

第１図は、本発明の加熱機の一例を示した断面図である
。

（１）は金属製の外側電極であり、立垂したほぼ円筒状
の形状を有する。

（２）は金属製の内側電極であり、立垂したほぼ円筒状
の形状を有するが、上側と下側とは被加熱材料の滞留を
防止するためのなだらかな肩部に形成しである。この内
側電極（２）は、前記外側電極（１）内にこれと同心に
配置しである。

外側電極（１）の下部の開口端には金属製の底２２（１
３）、上部の開口端には金属製の蓋体（１４）がそれぞ
れ設置されている。

前記内側電極（２）の下端には、金属製の駆動回転軸（
４）が底蓋（１３）を貫通して設けである。この駆動回
転軸（４）は、図示せざるモータの出力軸に連絡してお
り、内側電極（２）を回転させるためのものである。な
お、底蓋（１３）と駆動回転軸（４）との絶縁を図るた
め、底蓋（１３）の駆動回転軸（４）支承部には絶縁体
（１５）が装着しである。底蓋（１３）自体を絶縁体で
構成するときは、この絶縁体（１５）は設けるには及ば
ない。

一方内側電極（２）の上端には、絶縁体からなる回転軸
（１６）が蓋体（１４）を貫通して設けである。この回
転軸（１Ｂ）は、前記駆動回転軸（４）の駆動に応じて
回転するものであって、単に内側電極（２）を支承する
ためのものであり、省略可能である０回転軸（１６）を
絶縁体で構成したのは、蓋体（１４）として金属製のも
のを用いたので、これとの絶縁を図る必要があるからで
ある。

もしＭ　（１４）を絶縁体で構成するか、あるいは蓋体
（１４）の少なくとも回転軸（１８）支承部に絶縁体を
設置して蓋体（１４）との接触を避けるようにすれば１
回転軸（１６）として金属など導電性の材質のものを用
いることができる。

円筒状の外側電極（１）と円筒状の内側電極（２）とは
同心に配置されるので、両電極（１）。

（２）間にスペースが形成されるが、このスペースが被
加熱材料の収容室（３）となる。

（５）は絶縁体からなるスクリュー形の攪拌翼であり、
内側電極（２）の外表面に設けられている。

（６ａ）は前記蓋体（１４）の−個所に設置した被加熱
材料導入口、（ｅｂ）は前記底蓋〜（１３）の−個所に
設置した被加熱材料導出口であり、これら被加熱材料導
入口（６ａ）と被加熱材料導出口（ｅｂ）とで被加熱材
料導入出口（６）が構成されている。なお、導入口を底
蓋（１３）に、導出口を蓋体（１４）に設置したり、一
つの口で被加熱材料導入出口（６）を兼ねることもでき
る。

（９）はマイクロ波導入口であり、ここにマイクロ波発
振機（７）からの導波管（８）が接続される。このマイ
クロ波導入口（９）には絶縁体隔板（１７）を設け、収
容室内（３）の被加熱材料が導波管（８）内に入り込ま
ないようにする。マイクロ波導入口（９）は絶縁体隔板
（１７）で封鎖されることになるが、マイクロ波は絶縁
体隔板（１７）を貫通して収容室（３）内に入り込むの
で１、何ら支障は生じない、なお（１８）はマイクロ波
出力駆動装置、（１８）はマイクロ波出力制御装置であ
る。マイクロ波出力制御装置（１９）は、図示せざる温
度検出器からの情報によりマイクロ波出力駆動装置（１
８）を制御する。

（１０ａ）は加熱流体または乾燥流体の導入口、（１０
ｂ）はその導出口であり、これらの導入口（１０ａ）と
導出口（ｔａｂ）とで、加熱流体または乾燥流体の導入
出のための口部（１０）が構成されている。この口部（
１０）は、減圧口としても用いることができ、この場合
は真空ポンプ（２０）に連絡する。

（１ｌａ）は外側電極（１）に埋設した外部加熱手段（
１１）の−例としての電熱帯、（ｌｌｂ）は外側電極（
１）の外周に設けた外部加熱手段（１１）の−例として
のジャケット、（ｌｌｃ）は内５側電極（２）の内部に
設けた外部加熱手段（１１）の−例としての加熱流体管
路である。

上記中、マイクロ波加熱手段の設置は必須ではないが、
これを設けることが特に好ましい。口部（１０）や外部
加熱手段（１１）の設置は省略することができる。

発明の効果 本発明の装置を用いることにより、被加熱材料を攪拌し
ながら高周波加熱を行うことができるので、被加熱材料
はすみやかに内部加熱される上、均一加熱が達成できる
。

加えて、本発明の装置においては、高周波による攪拌下
の内部加熱を基本としながらも、マイクロ波による内部
加熱に切り換えたり、マイクロ波による内部加熱を併用
したり、あるいは収容室（３）の減圧を行ったり、収容
室（３）に加熱流体または乾燥流体を導入出したり、被
加熱材料を外部加熱したりするなどの加熱手段を適宜採
用できるので、被加熱材料の種類および量、要求される
乾燥時間などに応じて最も適当な加熱方法を選択しある
いは組み合せることができる。従って、高周波のみでは
加熱不可能または加熱不十分な被加熱材料にあっても、
加熱、乾燥の効率化、短時間化が図られので、自在性が
ある。

本発明の装置を従来のホッパドライヤに代えてプラスチ
ックス成形原料の乾燥兼ホッパとして用いれば、たとえ
ば３０分ないし１時間程度で乾燥が完了するので（従来
は最短でも６時間程度）。

生産性、装置容量、所要エネルギーの点で有利であり、
工業的意義が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の加熱機の一例を示した断面図である
。 （１）・・・外側電極、（２）・・・内側電極、（３）
・・・収容室、（４）・・・駆動回転軸、（５）・・・
攪拌翼、（６）・・・被加熱材料導入出口、（６ａ）・
・・被加熱材料導入口、（６ｂ）・・・被加熱材料導出
口、（７）・・・マイクロ波発振機、（８）・・・導波
管、（９）・・・マイクロ波導入口、（１０）・・・口
部、（１０ａ）・・・導入口、（ｌ０ｂ）・・・導出口
、（１１）・・・外部加熱手段、（ｌｌａ）・・・電熱
帯、（１ｌｂ）・・・ジャケット、　　（ｌｌｃ）・・
・加熱流体管路、（１２）・・・高周波発振機、（１３
）・・・底蓋、（１４）・・・蓋体、　　（１５）・・
・絶縁体、（１６）・・・回転軸、（１７）・・・絶縁
体隔板、（１８）・・・マイクロ波出力駆動装置、（１
９）・・・マイクロ波出力制御装置、（２０）・・・真
空ポンプ 特許出願人　　三　　橋　　唯　　男 ＋−”：、”　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、筒状の外側電極（１）と筒状の内側電極（２）とが
   同心に配置され、かつ両電極（１）、（２）間のスペー
   スが被加熱材料の収容室（３）を形成している高周波加
   熱装置であって、前記内側電極（２）は駆動回転軸（４
   ）周りに回転可能に構成されると共にその外表面には攪
   拌翼（５）が設けられ、さらに、収容室（３）に通ずる
   ように被加熱材料導入出口（６）が設けられている高周
   波加熱装置。 ２、収容室（３）に通ずるように、マイクロ波発振機（
   ７）からの導波管（８）を連結するマイクロ波導入口（
   ９）が設けられている請求項１記載の高周波加熱装置。 ３、収容室（３）に通ずるように、減圧のためあるいは
   加熱流体または乾燥流体の導入出のための口部（１０）
   が設けられている請求項１記載の高周波加熱装置。 ４、収容室（３）内の被加熱材料を外部加熱する外部加
   熱手段（１１）が付設されている請求項１記載の高周波
   加熱装置。