JPH019116Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、マイクロ波加熱装置に係り、特に非
導電性材料である食品、木材、繊維、窯業製品等
の被加熱材料に、導波管にて導いたマイクロ波を
照射せしめて、それを加熱し、その乾燥等を行な
うために用いられる装置に関するものである。

従来技術 従来から、マイクロ波発振器で発生せしめたマ
イクロ波を加熱室内に導波管で導き、該加熱室内
に置かれた被加熱材料、例えば食品、木材、繊
維、窯業製品等の非導電性材料に照射して、その
加熱を行なうようにしたマイクロ波加熱装置が知
られているが、そのような加熱装置は、一般に、
加熱室内に製品台を設置し、その上に加熱される
べき製品（材料）を載置せしめて、回転させる一
方、該加熱室の一部を切り欠き、そこに装着せし
めた導波管からマイクロ波を照射する構造となつ
ている。また、このような構造の装置において、
更に導波管の先端部付近に乱反射用のフアン（回
転翼）を設置して、かかる加熱室内に導かれたマ
イクロ波を乱反射させ、室内でのマイクロ波照射
の粗密をなくし、均一化を図つた構造のものも知
られている。

問題点 しかしながら、そのような従来のマイクロ波加
熱装置には、次のような幾つかの問題が内在して
いるのである。すなわち、加熱室内に導かれるマ
イクロ波の撹拌、分散のために、乱反射用フアン
を設けて、マイクロ波を乱反射せしめるようにし
ても、製品へのマイクロ波照射の均一性を充分に
確保し得ず、その照射に粗密が惹起されるところ
から、マイクロ波による内部加熱にムラが発生
し、例えば乾燥操作などにあつては、製品の水分
分布が不均一となつて、品質上問題を生じること
があつた。

また、製品台を回転せしめる構造のマイクロ波
加熱装置においては、連続加熱工程のような場合
において、製品台の回転機構が複雑になることに
加えて、送り装置や導波管等を工程ラインに取り
付けること等により、設備が大型化する欠点も内
在しており、このために面積生産性が悪く、大き
な設置面積を必要とし、且つ設備費や稼働維持費
も多大となる問題がある。加えて、この製品台を
回転せしめる装置にあつては、その回転機構が必
要となり、製品の配置面積が減少する他、形状や
材料性状等によつて回転不可能な製品について
は、基本的に、回転台に載置してマイクロ波を照
射することはできなかつたのである。

解決手段 本考案は、かかる従来装置における問題を解決
するために為されたものであつて、その特徴とす
るところは、マイクロ波発振器で発生せしめたマ
イクロ波を加熱室内に導波管で導き、該加熱室内
に置かれた所定の被加熱材料に照射せしめて、そ
の加熱を行なうようにしたマイクロ波加熱装置に
おいて、該導波管の前記加熱室内への開口部に、
該開口部から連続的に先端部に向つて漸次拡大す
る口径をもつて開口するラツパ管を、該加熱室内
に所定長さ突入して設けたことにある。

このように、本考案にあつては、従来の如く加
熱室内の製品台を回転させるものではなく、加熱
室内への導波管の開口部にラツパ管を設け、しか
もそのラツパ管内に撹拌手段を設けて、前記導波
管から導かれるマイクロ波を撹拌、乱反射せしめ
るようにしたものであるところから、マイクロ波
発振器から導波管によつて導かれるマイクロ波
は、かかるラツパ管内において撹拌、分散せしめ
られると共に、そのようなマイクロ波は、ラツパ
管の内壁面、加熱室の壁面等に衝突して、乱反射
させられることにより、下方に位置せしめられた
製品の表面のあらゆる部位に均一に照射されるよ
うになるのである。

なお、このような撹拌手段が内部で回転駆動せ
しめられるラツパ管の加熱室に対する開口角度と
しては、かかる加熱室の大きさ、形状や構造等に
従つて、最も有効なマイクロ波の放出、分散、更
には反射等が行なわれ得て、目的とする均一な照
射が行なわれ得るように適宜に決定されることと
なるが、一般に、そのような角度θは、好適には
30〜90゜範囲内において選定されることとなる。
尤も、本考案は、そのような角度範囲に何等限定
されるものではなく、そのような角度範囲外であ
つても、本考案の目的は充分に達成されるもので
ある。また、かかるラツパ管の形状としても、一
般に円錐台形状が採用されるが、その他、角錐台
形状であつても何等差支えないものである。

さらに、本考案にあつては、加熱室内に１個若
しくは複数個の乱反射用のフアン（回転翼）を従
来と同様に設けて、該加熱室内にラツパ管の開口
部から放射されるマイクロ波を乱反射せしめるよ
うにすることによつて、製品に対するマイクロ波
の照射をより均一と為すことができる。

更にまた、このような乱反射用フアンに代え
て、或いはそれと共に、加熱室壁面の四方または
両側に反射板、例えばギヤラリー（ルーバ）形、
波形、蛇腹形、凹凸形等の形状のものを取り付け
ることも効果的である。

実施例 以下、本考案を更に具体的に明らかにするため
に、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明
することとする。

まず、第１図は、本考案に係るマイクロ波加熱
装置の一例を示す要部切欠き全体図であり、第２
図はその導波管先端開口部に設けられたラツパ管
部分を示す要部断面拡大図である。それらの図に
おいて、２は、その周囲が壁が囲まれて、内部に
加熱室４が形成された、密閉された構造の加熱オ
ーブンであつて、その内部の加熱室４の下部に
は、加熱されるべき所定の製品を載置するための
製品台６が設けられている。なお、この製品台６
上への製品の配置は、扉８を開閉して行なわれ得
るようになつている。

一方、かかる加熱オーブン２の外部には、操作
盤１０を有するマイクロ波発振器１２が配設され
ており、操作盤１０にてその稼働、停止が行なわ
れ得るようになつている。そして、このマイクロ
波発振器１２にて発生せしめられたマイクロ波
は、所定の導波管１６によつて加熱オーブン２側
に導かれ、加熱室４内に照射せしめられるように
なつている。

ところで、この導波管１６にて導かれるマイク
ロ波の加熱室４内への照射構造が、第２図に拡大
されて具体的に示されているが、そこにおいて、
かかる導波管１６の加熱室４内への開口部には、
該開口部（直径）から連続的に先端部に向かつて
漸次直径の拡大する（開口角：θ）ラツパ管１８
が接続されて、加熱室４内に大きく開口せしめら
れている。

そして、かかるラツパ管１８内には、加熱オー
ブン２の天井部を外側から貫通するように設けら
れて、該導波管１６及びラツパ管１８に同心的に
位置するように、回転軸２０が配置せしめられて
おり、そしてこの回転軸２０の先端部には、４枚
のブレード２２を90゜の位相差をもつて設けてな
る撹拌羽根２４が取り付けられている。また、回
転軸２０は、その基部において軸受け部２６に保
持されて、ベアリング２８によつて回転可能とさ
れると共に、駆動用モータ３０による回転駆動に
よつて、回転軸２０はその軸心回りに回転せしめ
られ、以て撹拌羽根２４がラツパ管１８内におい
て回転せしめられるようになつている。

なお、かかる例示のマイクロ波加熱装置におい
ては、第１図に示されるように、複数の乱反射用
フアン３２ａ，３２ｂ……が、ラツパ管１８の下
方に、該ラツパ管１８の周囲に略同様な位相差を
もつて、且つ上下方向において高さが異なるよう
にして設けられている。また、これら乱反射用フ
アン３２ａ，３２ｂ……は、それぞれ加熱オーブ
ン２の天井部外側に取り付けられたフアン用モー
タ３４ａ，３４ｂ……にて、それぞれ回転せしめ
られ得るようになつている。

従つて、このような構造のマイクロ波加熱装置
にあつては、マイクロ波発振器１２で発生せしめ
られたマイクロ波は、外部の導波管１６によつて
加熱オーブン２に導かれると共に、加熱室４内に
は、モータ３０によつて回転せしめられる撹拌手
段としての撹拌羽根２４が存在せしめられている
ところから、導波管１６を通じて加熱室４内に導
き入れられるマイクロ波は、ラツパ管１８内にお
いて撹拌せしめられることにより、そのブレード
２２に衝突した後、ラツパ状のラツパ管１８内面
に衝突して反射され、分散せしめられることとな
り、これにより下方の製品台６上に載置された製
品に対してマイクロ波の照射の粗密がなくなり、
製品表面のあらゆる部位に均一に照射されるよう
になる。

なお、かかる例示の装置においては、ラツパ管
１８の下方に複数の乱反射用フアン３２ａ，３２
ｂ……が設けられているが、それらが回転せしめ
られることによつて、ラツパ管１８から放射され
るマイクロ波が更に撹拌作用（乱反射）を受ける
ようになり、それ故これによつて、ラツパ管１８
と撹拌羽根２４によるマイクロ波の加熱室４内へ
の均一な照射、分散作用が、更に高められ得るこ
ととなるのである。

また、図示はされていないが、かかる加熱室４
の内壁面の四方または両側に適当な反射板を取り
付けることは、マイクロ波の均一照射効果を高め
る上において有効なことであり、また加熱オーブ
ン２の天井部または四方の壁部を二重壁構造と
し、この二重壁内に50〜120℃程度の熱風または
蒸気等の熱源を吹き込み、そのような内壁面にお
ける結露防止を図るようにした構造も有利に採用
され得るものであり、更にまた加熱室４内の排気
のために、加熱オーブン２には排気装置も適宜に
設けられることとなる。

さらに、本考案に従うラツパ管１８内に配置さ
れる撹拌手段としては、板状、半割り形状、筒状
などの撹拌部材を設けた各種の公知の撹拌状態な
いしは撹拌構造のものが採用され得るのであつ
て、本考案では、その趣旨を逸脱しない限りにお
いて、何れの撹拌形態、構造も採用し得るもので
あり、その幾つかの例が第３図及び第４図ａ，ｂ
に示されている。

まず、第３図においては、前例の撹拌羽根構造
とは異なり、筒状乃至は管状の撹拌部材３６が、
その上端側の開口部を導波管１６の開口部に対向
せしめた姿勢において、傾斜した状態で回転軸２
０に取り付けられている。従つて、回転軸２０の
回転駆動によつて、撹拌部材３６は、ラツパ管１
８内において回転せしめられ、それによつて導波
管１６から導かれるマイクロ波を加熱室４内に振
り撒くようにして、放出、分散せしめ、これによ
つて下方において照射される製品に対するマイク
ロ波の粗密が効果的に解消され得るのである。な
お、この筒状の撹拌部材３６によつて分散せしめ
られるマイクロ波は、かかる撹拌部材３６の筒状
の内部において反射し、またラツパ管１８の内壁
面でも、ある程度は反射せしめられることとな
る。

また、第４図ａ，ｂに示される、本考案におい
て用いられる撹拌部材の他の例にあつては、半割
り形状の撹拌部材３８の二つが回転軸２０に取り
付けられたり、パイプ状の撹拌部材４０の３個が
回転軸２０の回りに固定せしめられた例であり、
これら半割り形状やパイプ状の撹拌部材３８，４
０のラツパ管１８内における回転によつて、導波
管１６から導かれるマイクロ波は、効果的に撹拌
されて、反射ないしは分散せしめられ、以て製品
台６上に載置される製品に対して、マイクロ波照
射の粗密をなくし、均一な照射を可能とするので
ある。

そして、本考案は、例示の如き箱形バツチ処理
方式の装置のみならず、連続式加熱工程に対して
も好適に適用され得るものであつて、その場合に
は、コンベヤ上に、本考案に従つて撹拌手段を備
えたラツパ管を設けた加熱室が位置固定に設置さ
れ、かかるコンベヤの駆動にて移動せしめられる
被加熱材料にマイクロ波を照射せしめるようにし
た構造が、一般に採用されることとなる。

更にその他、本考案には、その趣旨を逸脱しな
い限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々な
る変更、修正、改良等を加え得るものであつて、
ここでは一々それらを例示しないが、本考案が、
そのような実施形態のものをも含むものであるこ
とは、言うまでもないところである。

効 果 以上の説明から明らかなように、本考案に従う
マイクロ波加熱装置は、製品（被加熱材料）に照
射されるマイクロ波の粗密がなく、導波管にて導
かれたマイクロ波を製品全体に均一に照射せしめ
得るものであるところから、その加熱効果を均一
と為し得て、例えば加熱、乾燥操作にあつては、
製品の水分分布が効果的に均一化され、これによ
つて局部乾燥による問題を悉く解消し得るのであ
る。特に、このような均一な加熱、乾燥効果は、
薄肉状の窯業製品の加熱において最も優れた特徴
を発揮し、かかる窯業製品に惹起され易い、局部
乾燥による焦げや切れ等の不良の問題が効果的に
解消され得ることとなつたのである。

また、かかる本考案に従えば、製品台の回転が
全く不要とされているところから、必然的に製品
台の回転機構が不要となり、これによつて製品の
密着が可能となつて、製品積載数が著しく増大せ
しめられ、例えば本考案者らの検討によれば、そ
の積載数が約30％も増大する結果が得られてい
る。そして、このような製品台の回転機構が不要
となつたことにより、装置が簡素化され得、また
小型化され得るところから、設備費も安価と為し
得るのである。

そして、このように、本考案の装置は、製品台
を回転せしめるものでないところから、回転が不
可能な長尺な製品、例えば木材等や、材料性状に
よつて回転が望ましくない製品等のマイクロ波加
熱の作業性が向上せしめられ得る他、マイクロ波
の均一な照射によつて、製品の効果的な品質向上
を達成し得たものであつて、そこに本考案の大き
な工業的意義が存するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に従うマイクロ波加熱装置の一
例を示す一部切欠き正面全体図であり、第２図は
そのラツパ管の配置部分を示す要部拡大断面図で
あり、第３図はラツパ管内に設けられる撹拌手段
の他の例を示す第２図に対応する断面図であり、
第４図ａ，ｂはそれぞれ他の撹拌手段の例を示す
第３図における−方向視図に相当する図であ
る。 ２：加熱オーブン、４：加熱室、６：製品台、
１２：マイクロ波発振器、１６：導波管、１８：
ラツパ管、２０：回転軸、２２：ブレード、２
４：撹拌羽根、３０：駆動用モータ、３２ａ，３
２ｂ：乱反射用フアン、３４ａ，３４ｂ：フアン
用モータ、３６，３８，４０：撹拌部材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) マイクロ波発振器で発生せしめたマイクロ波
   を加熱室内に導波管で導き、該加熱室内に置か
   れた所定の被加熱材料に照射せしめて、その加
   熱を行なうようにしたマイクロ波加熱装置にお
   いて、該導波管の前記加熱室内への開口部に、
   該開口部から連続的に先端部に向つて漸次拡大
   する口径をもつて開口するラツパ管を、該加熱
   室内に所定長さ突入して設けると共に、該ラツ
   パ管内に、前記導波管から導かれるマイクロ波
   を撹拌するための撹拌手段を設けたことを特徴
   とするマイクロ波加熱装置。 (2) 前記被加熱材料が、薄肉状の窯業製品である
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のマイクロ
   波加熱装置。 (3) 前記ラツパ管の加熱室に対する開口角度が、
   30〜90゜である実用新案登録請求の範囲第１項
   または第２項記載のマイクロ波加熱装置。