JPH05251175A - 高圧容器への電磁波供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通常の使用時では、高圧容器への良好な電磁
波供給を行う一方、高圧容器内から高圧媒体が噴出する
非常時には、電磁波発振手段の損傷を防ぎ、また装置外
部の安全性を確保する。 【構成】 電磁波発振器１６からの加熱用電磁波を、中
空状の導波管１８及び仕切り窓２２を通じて高圧容器１
０内に供給する装置。上記導波管１８を屈曲させてこの
部分に電磁波透過性を有する充填材２６を充填し、この
充填材２６と仕切り窓２２との間の領域における導波管
１８の側壁に、電磁波が漏れない形状の開口部２８を設
け、この開口部２８によって導波管１８の内外を連通す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超臨界抽出装置等にお
ける高圧容器内に、加熱用の電磁波を供給するための装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、超臨界抽出装置や静水圧加圧装
置等、高圧下で被処理物を処理する装置では、圧力以外
に熱を加えることで反応速度を高めることができる。こ
のような加熱を行う手段としては、上記処理が行われる
圧力容器内に例えば１００ＫＨｚ以上の周波数をもつ加
熱用の電磁波を供給するのが効果的である。この電磁波
によって、被処理物を短時間に直接加熱することがで
き、しかも被処理物が高分子状有機体の場合には電磁波
加熱による分子振動も期待することができる。

【０００３】図５は、このような電磁波供給を行うため
の従来装置の一例を示したものである。図示の高圧容器
９０は、上方に開口する容器本体９０ａと、その開口を
塞ぐ蓋９０ｂとからなり、容器内部が、中空状の導波管
９４を介して電磁波発振器９２に連結されている。詳し
くは、導波管９４の一端部が電磁波発振器９２に接続さ
れ、他端部にはねじ部９５が形成されており、このねじ
部９５が、高圧容器９０の底壁に形成されたねじ穴にね
じ込まれた状態で、溶接等により固定されている。高圧
容器９０内には、上記導波管９４の端部開口を塞ぐ仕切
り窓９６が設けられ、この仕切り窓９６と高圧容器９０
の底壁上面との間はＯリング９８でシールされている。
この仕切り窓９６は、石英やポリテトラフルオロエチレ
ン等のような電磁波透過性を有し、高圧容器９０内の高
圧媒体が導波管９４内に流入するのを阻止している。

【０００４】このような装置によれば、電磁波発振器９
２から発せられた電磁波が、導波管９４から仕切り窓９
６を通じて高圧容器９０内に供給されることにより、高
圧容器９０内の加熱が行われる。

【０００５】図６は、上記電磁波の伝送線路として、導
波管９４の代わりに同軸線路９７を用いたものである。
この同軸線路９７は、筒状の外部導体９７ａと、この外
部導体９７ａ内にその中心軸上に配された中心導体９７
ｂとを備え、両者の間は空洞とされている。中心導体９
７ｂの一端部は、電磁波発振器９２に内蔵された変換器
９９に接続され、他端部には金属の短棒からなるアンテ
ナ１００が装着されており、このアンテナ１００が高圧
容器９０内に突出した状態で仕切り窓９６に埋設されて
いる。

【０００６】このような装置においても、電磁波発振器
９２で発振された電磁波がその変換器９９を通じて中心
導体９７ｂに移行され、アンテナ１００から高圧容器９
０内に放射されることとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記図５，６に示す装
置では、伝送線路として、内部に空洞をもつ導波管９４
や同軸線路９７を用いているので、何らかの要因で高圧
容器９０内の仕切り窓９６が破損した場合、この高圧容
器９０内の高圧媒体は上記伝送線路を伝って瞬時に電磁
波発振器９２に至り、この電磁波発振器９２を破損させ
るとともに、装置外部の安全性をも害するおそれがあ
る。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑み、高圧容
器への良好な電磁波供給を行う一方、この高圧容器内か
ら高圧媒体が噴出する非常時には、電磁波発振手段の損
傷を防ぎ、また装置外部の安全性を確保することができ
る装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、流体を高圧媒
体とする高圧容器内に加熱用の電磁波を供給するための
電磁波供給装置において、加熱用の電磁波を発振する電
磁波発振手段と、内部に空洞を有し、上記電磁波発振手
段で発振された電磁波を上記高圧容器内に伝送する伝送
線路と、この伝送線路の出口部分に設けられ、この高圧
容器内から伝送線路内への高圧媒体の流入を阻止し、か
つ伝送線路内の電磁波を高圧容器内へ透過させる仕切り
部材とを備えるとともに、上記伝送線路をその途中で屈
曲させ、この屈曲部分に、電磁波透過性を有し、かつ上
記高圧媒体の通過を阻止する充填材を充填し、この充填
材と上記仕切り部材との間の領域における伝送線路の側
壁に、この伝送線路の内外を連通し、かつ、電磁波が漏
れない形状をもつ開口部を設けたものである（請求項
１）。

【００１０】また本発明は、上記電磁波発振手段と、伝
送線路と、仕切り部材とを備えるとともに、上記伝送線
路の途中を屈曲させ、この屈曲部分に、電磁波透過性を
有し、かつ上記高圧媒体の通過を阻止する充填材を充填
し、この充填材と仕切り部材との間の領域における伝送
線路の側壁に、この伝送線路の内外を連通する開口部を
設け、この開口部の外側に、通常状態で開口部を塞ぎ、
上記高圧容器内の高圧媒体の圧力を受けることにより上
記開口部を開放する開閉部材を設けたものである（請求
項２）。

【００１１】ここで、上記伝送線路の屈曲角度は、伝送
線路内に流入する高圧媒体の圧力に抗して充填材をその
配設位置に支持できる範囲で自由に設定すればよく、具
体的には９０°前後が最適である。

【００１２】

【作用】請求項１記載の装置において、通常の使用時に
は、電磁波発振器で発振された電磁波が伝送線路を伝わ
り、この伝送線路内に設けられた充填材及び仕切り部材
を透過して高圧容器内に供給される。ここで、伝送線路
の途中には開口部が設けられているが、その形状のため
に電磁波は外部に漏れることなく上記高圧容器へ伝送さ
れる。

【００１３】これに対し、何らかの要因で上記仕切り部
材が破損すると、高圧容器内の高圧媒体は伝送線路内に
急激に流入するが、この高圧容器の途中に設けられてい
る充填材で上記高圧媒体の通過が阻止され、高圧媒体は
電磁波発振手段へは至らない。しかも、この充填材は、
伝送線路において屈曲した部分に充填されているので、
この充填材が高圧媒体から受ける荷重はこの屈曲部で支
持することができ、上記充填材の抜けを防ぐことができ
る。また、この充填材により通過が阻止された高圧媒体
は、伝送線路に設けられた開口部を通じて外部に噴出す
るため、その圧力は装置外へ逃がされる。

【００１４】請求項２記載の装置では、通常状態で各開
口部が開閉部材で塞がれているため、電磁波発振手段か
ら発せられた電磁波は、外部に漏れることなく伝送線路
を伝って高圧容器内へ供給される。これに対し、上記仕
切り部材が破損した非常時には、伝送線路内に流入した
高圧媒体の圧力を受けて上記開閉部材が開口部を開放す
るため、この開口部を通じて上記高圧媒体が外部に逃が
される。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例を、図１に基づいて説明す
る。

【００１６】ここに示す高圧容器１０は、上方に開口す
る容器本体１１と、その開口を塞ぐ蓋１２とからなり、
この蓋１２が上記容器本体１１の上端にボルト１４で着
脱可能に固定されている。

【００１７】一方、上記高圧容器１０の外部には、マグ
ネトロン管やクライオトロン管等を備えた電磁波発振器
（電磁波発振手段）１６が設置されており、この電磁波
発振器１６が、中空状の導波管（伝送線路）１８を介し
て上記高圧容器１０の内部に接続されている。詳しく
は、導波管１８の一端部が電磁波発振器１６に接続さ
れ、他端部にねじ部２０が形成されており、このねじ部
２０が、高圧容器１０の底壁に形成されたねじ穴にねじ
込まれた状態で、溶接等により固定されている。

【００１８】なお、この装置において導波管１８の具体
的な断面形状は問わず、方形導波管、円筒導波管など、
種々のものが使用可能である。

【００１９】高圧容器１０内には、上記導波管１８の端
部開口を塞ぐ仕切り窓（仕切り部材）２２が設けられ、
この仕切り窓２２と高圧容器１０の底壁上面との間はＯ
リング２４でシールされている。上記仕切り窓２２は、
石英やポリテトラフルオロエチレン等のように、電磁波
透過性を有し、かつ高圧容器１０内の高圧媒体が導波管
１８内に流入するのを阻止するだけの強度をもつ材料で
形成されている。従って、この仕切り窓２２及び上記Ｏ
リング２４によって高圧容器１０内が密封され、かつ高
圧容器１０内に仕切り窓２２を通じて電磁波が供給可能
となっている。

【００２０】さらに、この装置の特徴として、上記導波
管１８の途中部分が９０°屈曲し、この屈曲部分に充填
材２６が充填されるとともに、この充填材２６の充填位
置と圧力容器１０との間の領域における導波管１８の側
壁に、この導波管１８の内外を連通する開口部２８が設
けられている。

【００２１】上記充填材２６の材質は、電磁波の透過性
に優れ、しかも高圧容器１０内の圧力媒体の噴出力に耐
え得る強度を有してその通過を阻止するものであること
が重要であり、具体的には、ポリテトラフルオロエチレ
ンや石英等が好適である。開口部２８は、上記高圧容器
１０から噴出する高圧媒体を十分導波管１８外へ逃がす
だけの総開口面積を有し、個々の形状は、導波管１８内
の電磁波を外部へ漏らさない形状に設定されている。具
体的に、この開口部２８の形状としては、網目状やパン
チング状（単板に穴を穿設した形状）が適用可能であ
り、使用電磁波の周波数が例えば家庭用の電子レンジに
も使用されている２４５０ＭＨＺである場合、個々の開
口部２８の径を５mm以下に設定し、かつこの径以上の寸
法に導波管１８の肉厚を設定することにより、電磁波の
漏洩を防ぐことができる。

【００２２】次に、この装置の作用を説明する。

【００２３】まず、通常の使用時には、電磁波発振器１
６で発振された電磁波が導波管１８を伝わり、この導波
管１８内に設けられた充填材２６及び導波管１８出口の
仕切り窓２２を透過して高圧容器１０内に供給される。
ここで、導波管１８の途中には開口部２８が設けられて
いるが、上述のように、この開口部２８の形状は電磁波
を漏らさない形状に設定されているので、電磁波は従来
装置と同様に効率良く高圧容器１０内へ伝送される。

【００２４】これに対し、何らかの要因で上記仕切り窓
２２が破損すると、高圧容器１０内の高圧媒体は導波管
１８内に急激に流入するが、この高圧容器１０の途中に
設けられている充填材２６で上記高圧媒体の通過が阻止
されるので、高圧媒体は電磁波発振器１６へは至らな
い。しかも、この充填材２６は、導波管１８において９
０°屈曲した部分に充填されているので、この充填材２
６が高圧媒体から受ける荷重はこの屈曲部で支持するこ
とができ、よって、上記充填材２６の抜けを防ぐことが
できる。また、この充填材２６により通過が阻止された
高圧媒体は、導波管１８に設けられた開口部２８を通じ
て外部に噴出するため、その圧力は装置外へ逃がされ
る。

【００２５】従って、この装置によれば、通常の使用時
には従来と同様に良好な電磁波供給を行うことができる
一方、仕切り窓２２が破損した非常時には、高圧容器１
０内の高圧媒体が電磁波発振器１６に至ってこれを破損
するのを防ぐことができ、また、装置外部の安全性も確
保することができる。

【００２６】次に、第２実施例を図２に示す。

【００２７】ここでは、電磁波の伝送線路として、前記
導波管１８の代わりに同軸線路３０を用いた例を示す。
この同軸線路３０は、円筒状の外部導体３０ａと、この
外部導体３０ａ内においてその中心線上に配される中心
導体３０ｂとからなり、両導体３０ａ，３０ｂの間は空
洞とされている。上記中心導体３０ｂの一端部は、電磁
波発振器１６に内蔵された変換器３２に接続され、他端
部にはアンテナ３４が装着されており、このアンテナ３
４が、圧力容器１０内に臨むように仕切り窓２２内に埋
設されている。

【００２８】そして、同軸線路３０の中間部が９０°屈
曲し、この屈曲部分に前記実施例と同様の充填材２６が
充填されるとともに、この充填材２６と圧力容器１０と
の間の領域において、上記外部導体３０ｂの側壁に、前
記実施例と同様の開口部２８が設けられている。

【００２９】このような装置においても、通常の使用時
には、電磁波発振器１６で発振された電磁波がその変換
器３２を通じて中心導体３０ｂに移行され、アンテナ３
４から高圧容器１０内に放射される一方、仕切り窓２２
の破損時には、高圧容器１０内から同軸線路３０内に流
入する高圧媒体が、充填材２６で受け止められるととも
に、開口部２８から装置外へ逃がされることにより、電
磁波発振器１６の破損防止及び装置外部の安全性の確保
がなされる。

【００３０】次に、第３実施例を図３に示す。

【００３１】この実施例では、導波管１８の側壁に前記
第１実施例に示す開口部２８よりも大きな穴を設け、こ
の穴の部分にこの穴径と略同等の口径をもつ筒３６を溶
接等で固定することにより、開口部を確保している。こ
の構造によれば、電磁波の使用周波数を例えば２４５０
ＭＨｚとすると、筒３６の軸長をその口径の４倍以上に
設定することにより、開口部の径を４０mm程度まで広げ
ても電磁波の漏れを防ぐことが可能となる。

【００３２】この構造は、前記第２実施例に示したよう
な同軸線路３０を使用する装置にも、同様に適用するこ
とが可能である。この場合には、上記同軸線路３０にお
ける外部導体３０ａの側壁に上記筒３６を接続すればよ
い。

【００３３】なお、本発明はこのような実施例に限定さ
れるものでなく、例として次のような態様をとることも
可能である。

【００３４】(1) 前記各実施例に示した装置において、
図４に示すように、開口部２８が設けられた導波管１８
や外部導体３０ｂの側壁の外面に、一般の高圧媒体の放
出に使用されているような低強度の破裂板（開閉部材）
３８を設け、これによって通常時は上記開口部２８を塞
いでおき、非常時には上記破裂板３８を高圧媒体の圧力
で破壊して開口部２８を開放することにより、圧力媒体
を放出することも可能である。この場合には、通常状態
で開口部が塞がれるので、電磁波を漏らさずに開口部の
径を拡大できる利点がある。また、このような破裂板の
代わりに、各開口部の外側にこの開口部を開閉する蓋
（開閉部材）を設けるとともに、この蓋を一定の力で閉
方向に付勢する付勢手段を設け、非常時には高圧媒体の
圧力で上記蓋が強制的に開動作するように構成しても、
同様の効果が得られる。

【００３５】(2) 本発明において、圧力容器の具体的な
構造は問わず、その内部に高圧媒体が封入される種々の
容器に対して本発明を適用することができる。

【００３６】(3) 上記各実施例では、導波管１８や同軸
線路３０を９０°屈曲させたものを示したが、この屈曲
角度は９０°に限らず、充填材２６を高圧媒体の圧力に
抗してその配設位置に支持できるような角度範囲で自由
に設定すればよい。

【００３７】(4) 図１〜図４では、充填材２６において
高圧容器１０に近い側の端面（すなわち上端面）が伝送
線路の軸方向に対して直交するものを示したが、この充
填材２６の端面を伝送線路の軸方向に対して傾斜させる
ことにより、その傾斜分だけ充填材２６の受圧面積を増
大させることができ、これによって充填材２６の負担を
軽減させることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明は、電磁波発振手段
から発せられた加熱用電磁波を、内部に空洞をもつ伝送
線路及び仕切り部材を通じて高圧容器内に供給する装置
において、上記伝送線路の屈曲部分に電磁波透過性を有
する充填材を充填し、この充填材よりも高圧容器側の領
域における伝送線路の側壁に開口部を設けるとともに、
この開口部の形状を電磁波が漏れない形状に設定し、も
しくは開口部の外側に開閉部材を設けたものであるの
で、通常の使用時には、従来装置と同様に電磁波を高圧
容器内に良好に供給する一方、上記仕切り部材が破損し
た非常時には、上記高圧容器から伝送線路内に流入した
高圧媒体の通過を上記充填材及び伝送線路の屈曲部分で
阻止し、かつこの高圧媒体を上記開口部から伝送線路外
へ逃がすことができ、これによって、上記電磁波発振手
段の破損を防止し、また装置外部の安全性を確保するこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における電磁波供給装置を
示す全体構成図である。

【図２】本発明の第２実施例における電磁波供給装置を
示す全体構成図である。

【図３】本発明の第３実施例における電磁波供給装置を
示す全体構成図である。

【図４】上記装置における開口部の外側に破裂板を設け
た状態を示す断面図である。

【図５】従来の電磁波供給装置の一例を示す全体構成図
である。

【図６】従来の電磁波供給装置の一例を示す全体構成図
である。

【符号の説明】

１０ 高圧容器 １６ 電磁波発振器（電磁波発振手段） １８ 導波管（伝送線路） ２２ 仕切り窓（仕切り部材） ２６ 充填材 ２８ 開口部 ３０ 同軸線路（伝送線路） ３６ 筒（開口部を形成） ３８ 破裂板（開閉部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体を高圧媒体とする高圧容器内に加熱
   用の電磁波を供給するための電磁波供給装置において、
   上記電磁波を発振する電磁波発振手段と、内部に空洞を
   有し、上記電磁波発振手段で発振された電磁波を上記高
   圧容器内に伝送する伝送線路と、この伝送線路の出口部
   分に設けられ、この高圧容器内から伝送線路内への高圧
   媒体の流入を阻止し、かつ伝送線路内の電磁波を高圧容
   器内へ透過させる仕切り部材とを備えるとともに、上記
   伝送線路をその途中で屈曲させ、この屈曲部分に、電磁
   波透過性を有し、かつ上記高圧媒体の通過を阻止する充
   填材を充填し、この充填材と上記仕切り部材との間の領
   域における伝送線路の側壁に、この伝送線路の内外を連
   通し、かつ、電磁波が漏れない形状をもつ開口部を設け
   たことを特徴とする高圧容器への電磁波供給装置。
2. 【請求項２】 流体を高圧媒体とする高圧容器内に加熱
   用の電磁波を供給するための電磁波供給装置において、
   上記電磁波を発振する電磁波発振手段と、内部に空洞を
   有し、上記電磁波発振手段で発振された電磁波を上記高
   圧容器内に伝送する伝送線路と、この伝送線路の出口部
   分に設けられ、この高圧容器内から伝送線路内への高圧
   媒体の流入を阻止し、かつ伝送線路内の電磁波を高圧容
   器内へ透過させる仕切り部材とを備えるとともに、上記
   伝送線路をその途中で屈曲させ、この屈曲部分に、電磁
   波透過性を有し、かつ上記高圧媒体の通過を阻止する充
   填材を充填し、この充填材と上記仕切り部材との間の領
   域における伝送線路の側壁に、この伝送線路の内外を連
   通する開口部を設け、この開口部の外側に、通常状態で
   開口部を塞ぎ、上記高圧容器内の高圧媒体の圧力を受け
   ることにより上記開口部を開放する開閉部材を設けたこ
   とを特徴とする高圧容器への電磁波供給装置。