JPH0792335B2 - マイクロ波乾燥装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はマイクロ波乾燥装置に関する。

（ロ）従来の技術 特願平２−2230号には、被乾燥物が供給される金属性乾
燥室内にマイクロ波を与えて上記被乾燥物をマイクロ波
乾燥するマイクロ波乾燥装置が開示されている。そし
て、同装置には、被乾燥物がむらなく乾燥されるように
乾燥室内で被乾燥物を撹拌する撹拌手段が設けられてい
る。斯る撹拌手段は乾燥室外から乾燥室内に貫通挿入さ
れている伝達軸に結合されており、撹拌手段は斯る伝達
軸から撹拌力が伝達されて撹拌駆動する。

ここに、上記撹拌手段が高強度を確保すべく金属性であ
ると、斯る撹拌手段と乾燥室底壁との間でマイクロ波放
電が発生し、被乾燥物が変質してしまう恐れがある。

これに関し、上記撹拌手段を乾燥室底壁からマイクロ波
放電が発生しない距離だけ離間することが考えられる
が、この場合、撹拌手段と乾燥室底壁との間に溜まる被
乾燥物を撹拌することができなくなる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は、被乾燥物を金属性撹拌手段で撹拌する構成に
おいて、マイクロ波放電を抑制でき且つ被乾燥物を余す
ところなく撹拌できるマイクロ波乾燥装置を提供しよう
とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明のマイクロ波乾燥装置は、粒状または粉状被乾燥
物が提供される金属性乾燥室と、該乾燥室に上記被乾燥
物をマイクロ波乾燥するためのマイクロ波を供給するマ
イクロ波供給手段と、上記乾燥室内に配置され、乾燥室
底壁との間でマイクロ波放電が生じない距離だけ上記乾
燥室底壁から離間し、上記乾燥物を撹拌する金属性撹拌
手段と、上記乾燥室底壁を貫通し上記撹拌手段に撹拌力
を伝達する伝達軸と、低誘電損失材料からなり、上記伝
達軸に固定され、上記撹拌手段と上記乾燥室底壁との間
に位置する棒体とからなる。

（ホ）作用 金属性撹拌手段は乾燥室底壁との間でマイクロ波放電が
生じない距離だけ上記乾燥室底壁から離間し、被乾燥物
は変質しない。

また、この場合撹拌手段と乾燥室底壁との間に被乾燥物
が溜まるも、斯る被乾燥物は伝達軸に固定され撹拌手段
と乾燥室底壁との間に位置する低誘電損失材料からなる
棒体で撹拌され、被乾燥物は余すところなく撹拌され
る。

（ヘ）実施例 第１図は本発明実施例のマイクロ波乾燥装置の構造を示
し、同装置は乾燥装置本体１とその周辺機構とからな
る。

上記乾燥装置本体１は主要部として開閉自在の上蓋２を
有する金属性の円筒状乾燥室３が設けられている。該乾
燥室には左上部に供給パイプ４が連接されており、該供
給パイプの先端は、粉状または粉状被乾燥物５を貯留す
る貯槽６内に至っている。該貯槽は乾燥室３より下方に
ある。斯る被乾燥物５としては、例えばガラス入り樹脂
ペレット、米、薬品粉粒物などがある。樹脂ペレットは
溶融された後成形されるものであるが、斯る溶融成形に
先だって樹脂ペレットを乾燥させるとその後の成形が良
好になされるのである。本実施例では、ガラス入り樹脂
ペレットが被乾燥物となっている。

上記乾燥室３の上蓋２の中央には吸引ホッパ７が一体成
形のマイクロ波遮断パイプ7aを介して連接されている。
斯る吸引ホッパ７は、吸引ホッパ本体7bと、該本体に着
脱自在に配置されるホッパ上蓋7cとからなる。そして、
上記吸引ホッパ本体7bとホッパ上蓋7cとに挟まれるよう
にして、フィルタ金網8aおよびフィルタ紙８が着脱自在
に配置されている。これらフィルタ金網8a及びフィルタ
紙８は上記被乾燥物５の材料径より小さいメッシュを有
し、またフィルタ紙８はフィルタ金網8aよりメッシュが
小さい。

上記フィルタ金網8a及びフィルタ紙８の上部に位置し
て、上記ホッパ７の上蓋7c内にポペット弁９が設けられ
ている。そして、斯るポペット弁９の上部において、上
記吸引ホッパ７には吸気パイプ10を介して吸引ブロワ11
が連接されている。この場合、ポペット弁９が開放駆動
された状態で上記吸引ブロワ11を駆動すると、斯る吸引
ブロワ11の吸気作用が吸気パイプ10、吸引ホッパ７、マ
イクロ波遮断パイプ４まで及び、上記貯槽６内の被乾燥
物５が吸引されて供給パイプ４を通って乾燥室３に至
る。被乾燥物５は乾燥室３に至ると該乾燥室に自重によ
り落下して溜る。

ここで、被乾燥物５は乾燥室３に落下せずその後吸引さ
れて上記吸引ホッパ７内に至るものもあるが、斯る被乾
燥物５はこれから先へはフィルタ金網8a、フィルタ紙８
により阻止されて行くことができず、従って吸引ブロワ
11の方へ被乾燥物５が不所望に吸引されるのが阻止され
ている。

上記乾燥室３において、その内部にはマグネトロン12か
ら導波管13を介してマイクロ波が供給され、底壁部には
第２図及び第３図に詳細に示す如く、被乾燥物５を撹拌
する撹拌手段即ち金属性撹拌体15が設けられている。斯
る撹拌体15は上記乾燥室３の底壁3aを貫通する伝達軸15
aに固定されている。斯る伝達軸15aは、乾燥室３外にて
乾燥室底壁3aに固定されている金属製ハウジング15b内
にある。リニアボールベアリング15c及び該ベアリング
をスムーズに回転せしめる針状ころ軸受15dによって、
回転できるように支持されている。そして、上記伝達軸
15aの下端にはピン15eが固定されている。上記伝達軸15
aの下端は固定モータ14に直結されている駆動体14aに上
側から遊嵌し、且つ上記ピン15eは上記駆動体14aの横に
形成されている長孔14bに遊嵌している。このような構
成において、上記撹拌体15は、上記モータ14からの撹拌
力が伝達軸15aを介して伝達されることにより回転し、
よって、被乾燥物５の撹拌がなされるのである。

而して、上記撹拌体15は乾燥室底壁3aから所定距離ｌだ
け離間しており、撹拌体15と乾燥室底壁3aとの間でマイ
クロ波放電が生じるのが抑制され、被乾燥物５は変質し
ない。

また、この場合撹拌体15と乾燥室底壁3aとの間に被乾燥
物５が溜まるも、斯る被乾燥物は伝達軸15aに固定され
撹拌体15と乾燥室底壁3aとの間に位置する低誘電損失材
料即ちセラミックスからなる棒体15fで撹拌され、被乾
燥物５は余すところなく撹拌される。ここに、撹拌体15
と乾燥室底壁3aとの間に溜まる被乾燥物の量は僅かであ
り、上記棒体15fは高強度の金属性材料で形成する必要
がなく上述の如くセラミックスからなっているのであ
る。更に、上記棒体15fと乾燥室底壁3aとの間の隙間、
及び上記棒体15fと撹拌体15との間の隙間は、極めて小
さく、これら隙間に被乾燥物５が噛み込んでしまうのが
防止される。

上記乾燥室底壁3aと上記ハウジング15bとの間には、マ
イクロ波チョーク空間15gが形成されている。該チョー
ク空間は上記伝達軸15aを囲うように伝達軸15aの周囲に
位置し、チョーク開口が伝達軸15aに直接面している。
斯るチョーク空間15gにより、乾燥室底壁3aの伝達軸15a
が貫通している付近からマイクロ波が乾燥室外へ漏れる
のが抑制される。

上記乾燥室３の側壁部にはレベルセンサ16及びサーミス
タ等の温度センサ17が配置されている。斯るレベルセン
サ16は乾燥室３内に被乾燥物５が所定量溜ったか否かを
検知し、上記温度センサ17は被乾燥物５の温度を検知す
る。また、上記乾燥室３の左底部には、吸気弁18を介し
てコンプレッサ19が連結され、上記乾燥室３の上蓋２に
排気弁20が設けられている。これらコンプレッタ19の駆
動と、吸気弁18及び排気弁20の開放は、被乾燥物５のマ
イクロ波による乾燥時等に行われ、乾燥時等に発生する
水蒸気がコンプレッサ19から空気とともに排気弁20を通
って外部へ排出される。

更に、上記乾燥室３の右底部には排出弁21が設けられて
おり、該排出弁は乾燥終了された被乾燥物５を排出する
特に開放される。斯る排出弁21の開放に基づいて排出さ
れる被乾燥物５は排出パイプ22を介して下方の予備室23
に落下して溜る。該予備室の下部傾斜壁には保温ヒータ
24が配置されており、且つ上記予備室23には回転体25を
有するレベルセンサ26が設けられている。斯るレベルセ
ンサ26は、通常回転体25を回転させ、予備室23内に僅か
な所定量の被乾燥物５が溜って回転体25を回転させよう
とするにも被乾燥物５が負荷となって回転体25を満足に
回転させることができない状態の時に、所定信号を出力
し、被乾燥物５が僅かな所定量溜っていることを検知す
る。

上記予備室23の下部には、予備室23より高所に位置する
他の吸引ホッパ27に搬送パイプ28を通して連結されてい
る。斯る吸引ホッパ27にも上記吸引ホッパ７と同様に、
被乾燥物５の材料径より小さいメッシュを有するフィル
タ金網29a及びフィルタ紙29が配置され、且つ該フィル
タ紙の上部に位置してポペット弁30が設けられている。
そして、斯るポペット弁30の上部において、上記吸引ホ
ッパ27にも吸気パイプ31を介して上記吸引ブロワ11が連
結されている。この場合、ポペット弁30が開放された状
態でブロワ11を駆動すると、斯るブロワ11の吸気作用が
吸気パイプ31、吸引ホッパ27を介して搬送パイプ28まで
及び、上記予備室23に溜った被乾燥物５が搬送パイプ28
を通って上記吸引ホッパ27に至る。被乾燥物５は斯る吸
引ホッパ27に至ると該ホッパ内に自重により落下する。

そして、上記吸引ホッパ27において、下部傾斜壁に保温
ヒータ32が配置され、下端に開閉弁33が設けられてお
り、また上、下部に上限及び下限レベルセンサ34、35が
配置されている。上記開閉弁33の閉成において、上記吸
気作用が働き上記吸引ホッパ27内に被乾燥物５が落下す
ると吸引ホッパ27内に被乾燥物５が溜り、一方上記開閉
弁33が開放されるとこのように溜った被乾燥物５が下方
へ落下し次段処理部へ至り、斯る処理部にて乾燥された
被乾燥物５即ち樹脂ペレットが溶融成形される。

第４図は上記マイクロ波乾燥装置の回路を示し、主制御
部として三洋電機株式会社製の品番LC−65PG23のマイク
ロコンピュータ36が設けられており、該コンピュータ
は、乾燥装置本体１の前面に配設されている操作部37か
らの操作情報、上記温度センサ17からの温度情報、上記
各種レベルセンサ16、26、34、35からの情報等に基づい
て、上記のマグネトロン12、モータ14、吸気弁18、排気
弁20、コンプレッサ19、排出弁21、保温ヒータ24、32、
吸引ブロワ11、ポペット弁９、30、開閉弁33を駆動制御
する。

第５図は上記マイクロコンピュータ36に組込まれた動作
プログラムのフローチャートを示し、以下同チャートに
沿ってマイクロ波乾燥装置の動作を説明する。

電源投入後、S1ステップを経て、通常S2、S3、S3a、S
4、S5の各ステップが循環実行される。S1ステップでは
初期設定動作が行われる。即ち、マイクロコンピュータ
36内の書込み可能な全ての領域のクリア動作がなされ、
且つ、マグネトロン12、モータ14、コンプレッサ19、保
温ヒータ24、32、吸引ブロワ11が駆動停止状態に置かれ
るとともに、吸気弁18、排気弁20、排出弁21、ポペット
弁９、30、開閉弁33が各々閉成状態に置かれる。S2ステ
ップでは上記操作部37からの操作情報が入力され、S3ス
テップでは上記下限レベルセンサ35により吸引ホッパ27
に被乾燥物５が溜っていないか否かが判断され、S3aス
テップでは上記レベルセンサ26の検知に基づいて予備室
23に被乾燥物５が僅かな所定量溜っているか否かが判断
される。S4ステップではマイクロコンピュータ36内のス
タートフラグのセットの有無が調べられ、S5ステップで
はS2ステップでの入力情報に基づいて現在操作部37によ
りスタートキーが操作されているか否かが判断される。

而して、樹脂ペレットである被乾燥物５を溶融成形する
に際し、斯る成形が良好になされるように被乾燥物５を
事前に乾燥する場合、まず操作部37にて、20〜60分の範
囲内及び70〜170℃の範囲内で各々所望の乾燥時間及び
乾燥温度をキー操作設定し、且つ連続スイッチ38をオン
操作する。これら操作情報はS2ステップで入力される。
その後操作部37にてスタートキーを操作すると、同様に
S2ステップで斯る情報が入力されて、S5ステップで肯定
判断がなされ、続いてS6ステップにてスタートフラグが
セットされ、S7ステップにて上記保温ヒータ24、32の駆
動制御が開始される。即ち、上記予備室23及び吸引ホッ
パ27内が上記設定された乾燥温度におよそ維持されるよ
うに上記各保温ヒータ24、32が所望比率で断続駆動さ
れ、従って予備室23及び吸引ホッパ27内が上記温度で保
温される。

次いで、S8、S9、S10の各ステップが順次実行される。S
8ステップではマイクロコンピュータ36内の搬送フラグ
のセットの有無が調べられる（今の場合セットされてい
ないことが調べられる）。S9ステップでは乾燥室３へ被
乾燥物５を供給する動作が実行される。即ち、ポペット
弁９が開放されて吸引ブロワ11が駆動され、吸引ブロワ
11の吸気作用により貯槽６から乾燥室３内に被乾燥物５
が供給され、且つ、モータ14が駆動されて撹拌体15が回
動し、乾燥室３内に供給された被乾燥物５の上面が滑ら
かな水平面にそろえられる。S10ステップでは上記レベ
ルセンサ16の検知により被乾燥物５が乾燥室３内に所定
量溜ったか否かが判断される（今の場合所定量溜ってい
ないと判断される）。

その後、S2、S3、S3a、S4、S11、S8〜S10の各ステップ
が循環実行される。この時S11ステップではマイクロコ
ンピュータ36内の供給終了フラグのセット有無が調べら
れる。そして、乾燥室３に被乾燥物５が所定量溜り、こ
れがS10ステップで判断されると、次いでS12、S13ステ
ップが実行される。S12ステップでは、S9ステップで実
行された被乾燥物５の乾燥室３への供給動作が終了され
る。S13ステップでは上記供給終了フラグがセットされ
る。

その後、S2、S3、S3a、S4、S11、S14〜S17の各ステップ
が循環実行される。この時、S14ステップではマイクロ
コンピュータ36内の乾燥終了フラグのセットの有無が調
べられ、S15ステップでは乾燥動作が実行される。即
ち、温度センサ17により検知された被乾燥物５の温度が
設定された乾燥温度に到達したか否かによりマグネトロ
ン12が断続駆動され、被乾燥物５が乾燥温度に維持され
てマイクロ波乾燥され、且つ、モータ14が再駆動されて
撹拌体15が回動され被乾燥物５がむらなく乾燥されるよ
うに撹拌されるとともに、コンプレッサ19の駆動と吸気
弁18、排気弁20の開放がなされて被乾燥物５から発生す
る水蒸気が外部へ排出される。更に、S15ステップでは
このような乾燥動作とともに、乾燥経過時間の計時が開
始される。S16ステップでは斯る乾燥経過時間が設定さ
れた乾燥時間に到達したか否かが判断され、S17ステッ
プではS8ステップと同様に搬送フラグのセットの有無が
調べられる。

而して、乾燥経過時間が設定乾燥時間に到達すると、S1
6ステップの後S18、S19ステップが実行される。S18ステ
ップでは、S15ステップで実行された乾燥動作及び乾燥
経過時間の計時が終了され且つ斯る計時された時間がリ
セットされる。S19ステップでは上記乾燥終了フラグが
セットされる。

そして、S17、S2、S3、S3a、S4、S11、S14ステップを経
た後、S20、S21、S22、S23、S24の各ステップが順次実
行される。S20ステップではマイクロコンピュータ36内
の排出フラグのセットの有無が調べられる。S21ステッ
プでは上記レベルセンサ26の検知に基づいて予備室23に
既に被乾燥物５が僅かな所定量溜っているか否かが判断
される。S22ステップでは乾燥室３での保温動作（後述
する）が行われている時にはこれが終了され且つ上記排
出フラグがセットされる。S23ステップは上記S21ステッ
プにて予備室23に被乾燥物５が溜っていないために乾燥
室３から予備室23へ乾燥された被乾燥物５を新たに排出
するのを許容した場合に実行されるもので、斯るS23ス
テップでは乾燥された被乾燥物５を乾燥室３から予備室
23へ排出する動作が実行される。即ち、上記排出弁21が
開放されるとともに上記モータ14が引続いて駆動されて
乾燥体15が回動され、この撹拌体15の回動に伴って撹拌
体15近辺の被乾燥物５が周囲に押しやられ、被乾燥物５
が排出弁21から排出パイプ22を介して予備室23へ落下排
出される。このように排出された被乾燥物５は、予備室
23が上記S7ステップから保温されていることにより、自
然冷却することがなく、自然冷却に伴って被乾燥物５が
再び吸湿してしまうことが防止される。また、上記S23
ステップでは斯る排出の経過時間の計時が開始される。
S24ステップでは、斯る排出経過時間が予め決められて
いる排出時間（これは乾燥室３に溜められた所定量の被
乾燥物５を全て排出するのに十分な時間である）に到達
したか否かが判断される。

その後、S2、S3、S3a、S4、S11、S14、S20、S23、S24、
S17の各ステップが循環実行され、そして上記排出に伴
って予備室23に僅かな所定量の被乾燥物５が溜ると、斯
る循環においてS3aステップからS25、S26、S27、S28の
各ステップが順次実行される。S25ステップでは搬送フ
ラグがセットされる。S26ステップでは、上記S9ステッ
プにより被乾燥物供給動作が実行されている場合に斯る
動作が停止される。S27ステップでは保温されている上
記予備室23から上記吸引ホッパ27へ乾燥された被乾燥物
５を搬送する動作が実行される。即ち、ポペット弁30が
開放されて吸引ブロワ11が駆動され、吸引ブロワ11の吸
気作用により予備室23から吸引ホッパ27へ被乾燥物５が
搬送される。このように搬送された被乾燥物５は、吸引
ホッパ27が上記S7ステップから保温されていることによ
り、自然冷却することがなく、被乾燥物が再び吸湿して
しまうことが防止される。S28ステップでは、上記上限
レベルセンサ34の検知により吸引ホッパ27に被乾燥物５
が斯るセンサの位置まで溜ったか否かが判断される（今
の場合、否と判断される）。その後、S4、S11、S14、S2
0、S23、S24、S17、S27、S28の各ステップが循環実行さ
れ、この間、予備室23への排出動作と吸引ホッパ27への
搬送動作とが並行処理され、予備室23へ排出された被乾
燥物５は直ちに吸引ホッパ27へ搬送される。

そして、排出経過時間が予め決められている排出時間に
到達すると（乾燥室３から予備室23へ被乾燥物５が全て
排出される）、続いてS29、S30、S31の各ステップが順
次実行される。S29ステップでは、S23ステップで実行さ
れた排出動作及び排出経過時間の計時が終了され且つ斯
る計時された時間がリセットされる。S30ステップで
は、上記の供給終了フラグ、乾燥終了フラグ、排出フラ
グの全てがリセットされる。S31ステップでは操作部37
で連続するスイッチ38がオンされているか否かが判断さ
れる。

今の場合、連続スイッチ38はオン状態にあり、その後、
S17ステップを経てからS4、S11、S8、S27、S28の各ステ
ップが循環実行される。そして、予備室23内の被乾燥物
５の搬送がなされて吸引ホッパ27に上限レベルセンサ34
の位置まで被乾燥物５が溜ると、S28ステップからS32、
S38ステップが実行される。S32ステップでは上記S27ス
テップで実行されている搬送動作が停止され、S33ステ
ップでは搬送フラグがリセットされる。

而して、このように吸引ホッパ27に溜った被乾燥物５
は、次段処理部で溶融成形されるのであるが、これは、
吸引ホッパ27内に上限レベルセンサ34の位置まで被乾燥
物５が溜っている状態で溶融成形を指令するための外部
指令信号Ｐがマイクロコンピュータ36内に与えられたと
きに実行される。即ち、この時、マイクロコンピュータ
36により上記開閉弁33が開放され、被乾燥物５が吸引ホ
ッパ27から次段処理部へ放出される。上記開閉弁33は吸
引ホッパ27内の被乾燥物５が全て放出された頃に再び閉
じられる。そして、上記放出された被乾燥物５は次段処
理部で溶融成形されるのであり、この場合樹脂ペレット
即ち被乾燥物５は事前に乾燥されているため成形が良好
になされる。

ここで、上記溶融成形するための上記次段処理部の処理
能力が遅い場合、上記被乾燥物供給動作から搬送動作ま
でが繰返し行われるため、上記吸引ホッパ27及び予備室
23に被乾燥物５が溜ったままとなる。而して、予備室23
に被乾燥物５が溜った状態で、更に乾燥室３から被乾燥
室５が排出されようとすると、これはS21ステップ出判
断され、即ち予備室23に被乾燥物５が所定量以上溜って
いて乾燥室３から予備室23へ被乾燥物５を新たに排出す
るのを許容しないことが判断される。すると、乾燥され
た被乾燥物５は乾燥後もそのまま乾燥室３内に放置され
る。斯る放置が単に行われると、被乾燥物５は折角乾燥
されても自然冷却されて再び吸湿するのであるが、本実
施例ではこれを防ぐべくこの時S34ステップが実行され
る。即ち、斯るS34ステップでは、S15ステップでの乾燥
動作と全く同一の制御がなされ被乾燥物５がマイクロ波
で設定乾燥温度に保温され、従って被乾燥物５が乾燥室
３で再び吸湿するのが防止される。

上記一連の動作は連続スイッチ38をオフすることにより
終了される。即ち、斯るオフ時にてS31ステップが実行
されると、次いでS35ステップが実行され、上記スター
トフラグがリセットされるとともに上記各保温ヒータ2
4、32が駆動停止される。その後S2、S3、S3a、S4、S5ス
テップが循環実行される。

（ト）発明の効果 本発明のマイクロ波乾燥装置によれば、被乾燥物を金属
性撹拌手段で撹拌する構成において、金属性撹拌手段を
乾燥室底壁から離間し斯る撹拌手段と乾燥室底壁との間
でマイクロ波放電が生じないようにしたから、被乾燥物
が変質するのを抑制することができる。

更に、この場合撹拌手段と乾燥室底壁との間に被乾燥物
が溜まるも、斯る被乾燥物は伝達軸に固定され撹拌手段
と乾燥室底壁との間に位置する低誘電損失材料からなる
棒体で撹拌するから、被乾燥物を余すところなく乾燥す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例のマイクロ波乾燥装置に係り、第
１図は正面断面図、第２図及び第３図は各々要部の正面
断面図及び側面断面図、第４図は回路図、第５図はマイ
クロコンピュータの動作プログラムのフローチャートで
ある。 ３……乾燥室、12……マグネトロン、15……撹拌体、15
a……伝達軸、15f……棒体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粒状または粉状被乾燥物が供給される金属
   性乾燥室と、該乾燥室に上記被乾燥物をマイクロ波乾燥
   するためのマイクロ波を供給するマイクロ波供給手段
   と、上記乾燥室内に配置され、乾燥室底壁との間でマイ
   クロ波放電が生じない距離だけ上記乾燥室底壁から離間
   し、上記被乾燥物を撹拌する金属性撹拌手段と、上記乾
   燥室底壁を貫通し上記撹拌手段に撹拌力を伝達する伝達
   軸と、低誘電損失材料からなり、上記伝達軸に固定さ
   れ、上記撹拌手段と上記乾燥室底壁との間に位置する棒
   体とからなるマイクロ波乾燥装置。