JPS5925939B2 - マイクロ波加熱炉 - Google Patents
マイクロ波加熱炉Info
- Publication number
- JPS5925939B2 JPS5925939B2 JP2471179A JP2471179A JPS5925939B2 JP S5925939 B2 JPS5925939 B2 JP S5925939B2 JP 2471179 A JP2471179 A JP 2471179A JP 2471179 A JP2471179 A JP 2471179A JP S5925939 B2 JPS5925939 B2 JP S5925939B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- microwave
- heating furnace
- inner container
- microwave heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はマイクロ波で物質を加熱するマイクロ波加熱
炉に関し、特に高温加熱を効率よく達成するための改良
に関する。
炉に関し、特に高温加熱を効率よく達成するための改良
に関する。
たとえば、陶器などの焼物を作るのに用いる先行技術に
かかるマイクロ波加熱炉としては、第１図に示すものが
ある。
かかるマイクロ波加熱炉としては、第１図に示すものが
ある。
図において、マイクロ波発生装置１は導波管２を介して
マイクロ波オープン３に結合される。マイクロ波オープ
ン３の中には、被加熱物４が配置される。そして、この
被加熱物４は、まず内側容器５によつて囲繞される。こ
の内側容器５は、マイクロ波発熱する物質たとえば酸化
亜鉛を主成分とする金属酸化物で構成される。内側容器
５は中間容器６により囲繞される。この中間容器６はマ
イクロ波損失の小さい耐火断熱体たとえばＪＩＳ規格Ａ
類７種で構成される。次に動作について説明する。マイ
クロ波発生装置１で発生されたマイクロ波は、導波管２
によつてマイクロ波オープン３に導かれる。このとき、
マイクロ波オープン３内には、各種のモードの共振電磁
界が形成される。この共振電磁界は、中間容器６を透過
して内側容器５を均一にマイクロ波加熱する。このマイ
クロ波加熱により高温度となつた内側容器５の内部は、
均一な熱輻射場が形成され、被加熱物４は均一に加熱さ
れることになる。つぎに、熱平衡状態における熱効率に
ついて考察する。中間容器６が外径２ν、＝０．２〔Ｍ
〕の球体、内側容器５が外径２νｏ＝０．１〔Ｍ〕の球
体であつて、その外周面が中間容器５の内周面に密着し
ている形状に構成されている場合の内側容器５の温度を
θ。
マイクロ波オープン３に結合される。マイクロ波オープ
ン３の中には、被加熱物４が配置される。そして、この
被加熱物４は、まず内側容器５によつて囲繞される。こ
の内側容器５は、マイクロ波発熱する物質たとえば酸化
亜鉛を主成分とする金属酸化物で構成される。内側容器
５は中間容器６により囲繞される。この中間容器６はマ
イクロ波損失の小さい耐火断熱体たとえばＪＩＳ規格Ａ
類７種で構成される。次に動作について説明する。マイ
クロ波発生装置１で発生されたマイクロ波は、導波管２
によつてマイクロ波オープン３に導かれる。このとき、
マイクロ波オープン３内には、各種のモードの共振電磁
界が形成される。この共振電磁界は、中間容器６を透過
して内側容器５を均一にマイクロ波加熱する。このマイ
クロ波加熱により高温度となつた内側容器５の内部は、
均一な熱輻射場が形成され、被加熱物４は均一に加熱さ
れることになる。つぎに、熱平衡状態における熱効率に
ついて考察する。中間容器６が外径２ν、＝０．２〔Ｍ
〕の球体、内側容器５が外径２νｏ＝０．１〔Ｍ〕の球
体であつて、その外周面が中間容器５の内周面に密着し
ている形状に構成されている場合の内側容器５の温度を
θ。
〔℃〕、中間容器６の表面温度をθ１〔℃〕、その周
囲温度をθ。ｏ 〔℃］、中間容器６の表面積をＡＣＭ
２〕、その表面から放散される熱量をＱＣｋｃａｌ／Ｈ
〕とすると、中間容器６の表面温度θ１は、ただしｈは
熱輻射を考慮した総括熱伝達係数で、対流による熱伝達
係数をＨｃとすると、ここに、εは中間容器６の熱輻射
率である。
囲温度をθ。ｏ 〔℃］、中間容器６の表面積をＡＣＭ
２〕、その表面から放散される熱量をＱＣｋｃａｌ／Ｈ
〕とすると、中間容器６の表面温度θ１は、ただしｈは
熱輻射を考慮した総括熱伝達係数で、対流による熱伝達
係数をＨｃとすると、ここに、εは中間容器６の熱輻射
率である。
つぎに内側容器５の表面温度θｏは、ただし、ｋは中間
容器６の熱伝達率〔Ｋｃａｌ／ＭＨｄｅｇ〕である。
容器６の熱伝達率〔Ｋｃａｌ／ＭＨｄｅｇ〕である。
従つて、θｏを高くするには、θ，を高く、このために
は総括熱伝達係数ｈを小さく、このためには中間容器６
の熱輻射率εを小さくすればよいことが判る。
は総括熱伝達係数ｈを小さく、このためには中間容器６
の熱輻射率εを小さくすればよいことが判る。
中間容器６は前記のような耐火断熱材で構成されている
ので、εの値は０．８〜０．９程度であり、特にεの小
さい物質は見出されていない。
ので、εの値は０．８〜０．９程度であり、特にεの小
さい物質は見出されていない。
つぎに具体的な事例について、上記算式に基いて内側容
器５の表面温度θ。
器５の表面温度θ。
を試算した結果を説明する。今、Ｑ−４２９〔Ｋｃａｌ
／ＨＬ即ち電力に換算するとＰ＝Ｑ／０．８６＝５００
〔ｗ〕、Ｈｃ５〔Ｋｃａｌ／Ｍ２Ｈｄ８ｇ〕、ｋ−０．
５〔Ｋｃａｌ／Ｍ２Ｈｄｅｇ〕、ε−０．９、θ００＝
２０〔゜Ｃ〕とすると、θｏキ８７０〔℃〕、θ１キ１
９０〔℃〕となる。
／ＨＬ即ち電力に換算するとＰ＝Ｑ／０．８６＝５００
〔ｗ〕、Ｈｃ５〔Ｋｃａｌ／Ｍ２Ｈｄ８ｇ〕、ｋ−０．
５〔Ｋｃａｌ／Ｍ２Ｈｄｅｇ〕、ε−０．９、θ００＝
２０〔゜Ｃ〕とすると、θｏキ８７０〔℃〕、θ１キ１
９０〔℃〕となる。
この例では、内側容器５の温度は陶器などの焼成には低
く、焼成に必要な１２００〔℃〕まで昇温させるにはマ
イクロ波人力は７００〔ｗ〕を要し、経済的でない。
く、焼成に必要な１２００〔℃〕まで昇温させるにはマ
イクロ波人力は７００〔ｗ〕を要し、経済的でない。
この発明は以上のような考案に基いてなされたもので、
同じマイクロ波入力時において、内側容器をより高温度
に加熱することのできるマイクロ波加熱炉を提供するこ
とを目的とするもので、中間容器６を、熱輻射率εの小
さい物質で形成した外側容器内に、周囲に空隙を設ける
ようにして収め、この外側容器に設けた開口部からマイ
クロ波を照射する構成としたものである。
同じマイクロ波入力時において、内側容器をより高温度
に加熱することのできるマイクロ波加熱炉を提供するこ
とを目的とするもので、中間容器６を、熱輻射率εの小
さい物質で形成した外側容器内に、周囲に空隙を設ける
ようにして収め、この外側容器に設けた開口部からマイ
クロ波を照射する構成としたものである。
第２図は、この発明の一実施例の断面図、第３図は第２
図一線における断面図で、７は中間容器７に設けた突起
、８は外側容器で、導電率が大きく、かつ熱輻射率εが
小さい物質、例えば銅材で形成され、その表面が研磨さ
れている円筒状の容器、９はマイクロ波を入射させるた
めの開口、１０は空隙、１１は空隙９を封止する蓋で、
例えば中間容器６と同質の断熱部材で形成されている。
図一線における断面図で、７は中間容器７に設けた突起
、８は外側容器で、導電率が大きく、かつ熱輻射率εが
小さい物質、例えば銅材で形成され、その表面が研磨さ
れている円筒状の容器、９はマイクロ波を入射させるた
めの開口、１０は空隙、１１は空隙９を封止する蓋で、
例えば中間容器６と同質の断熱部材で形成されている。
今、マイクロ波周波数が２４５０ＭＨＺ１外側容器７の
形状が円筒であり、その外側容器内の誘電率が１である
とすると、外側容器７の直径が０．０７１７〔Ｍ〕以上
であると容器内に各種モードの共振電磁界が発生し、こ
の共振電磁界は、中間容器６を透過ずて内側容器５を均
一にマイクロ波加熱する。つぎに、この実施例における
熱平衡状態における内側容器５の温度θ。
形状が円筒であり、その外側容器内の誘電率が１である
とすると、外側容器７の直径が０．０７１７〔Ｍ〕以上
であると容器内に各種モードの共振電磁界が発生し、こ
の共振電磁界は、中間容器６を透過ずて内側容器５を均
一にマイクロ波加熱する。つぎに、この実施例における
熱平衡状態における内側容器５の温度θ。
を試算した結果を説明する。内側容器５、および中間容
器６は前記試算例と同じ球体とし、外側容器７も、計算
の便宜上同じく内径０，２〔Ｍ〕の銅製の球体と考え、
その熱輻射率ε＝０．０５、外側容器６の表面から放射
する熱量が電力に換算して５００Ｕであるとすると、外
側容器７の表面温度θ２＋５１０〔℃〕となる。
器６は前記試算例と同じ球体とし、外側容器７も、計算
の便宜上同じく内径０，２〔Ｍ〕の銅製の球体と考え、
その熱輻射率ε＝０．０５、外側容器６の表面から放射
する熱量が電力に換算して５００Ｕであるとすると、外
側容器７の表面温度θ２＋５１０〔℃〕となる。
この例では密閉された空隙１０を設けているので中間容
器６から外側容器８への熱伝導は熱輻射のみに依存する
ので、中間容器６の熱輻射率をε５とすると、θ１はで
表わされるから、θ１キ８８０〔℃〕となり、従つて、
内側容器５の温度θ。
器６から外側容器８への熱伝導は熱輻射のみに依存する
ので、中間容器６の熱輻射率をε５とすると、θ１はで
表わされるから、θ１キ８８０〔℃〕となり、従つて、
内側容器５の温度θ。
＝１５６０〔℃〕となる。なお、第４図はマイクロ波電
力Ｐと内側容器の温度θ。
力Ｐと内側容器の温度θ。
の関係を先行技術に係る加熱炉と、この発明に係る加熱
炉について比較したもので、図中特性Ａは前者を、特性
Ｂは後者の温度を示している。このように、断熱材の厚
さが同じであつても外側容器８と、空隙１０を設けるこ
とにより、同じマイクロ波入射電力で約６９０〔℃〕、
内側容器５の加熱温度を高くすることができる。
炉について比較したもので、図中特性Ａは前者を、特性
Ｂは後者の温度を示している。このように、断熱材の厚
さが同じであつても外側容器８と、空隙１０を設けるこ
とにより、同じマイクロ波入射電力で約６９０〔℃〕、
内側容器５の加熱温度を高くすることができる。
なお、上記実施例では、外側容器を表面を研磨した銅材
製の円筒形の容器としたが、黄銅、アルミニウム、ステ
ンレス鋼、金などでもよく、また、表面にこれらの金属
をメツキしたものでもよい。
製の円筒形の容器としたが、黄銅、アルミニウム、ステ
ンレス鋼、金などでもよく、また、表面にこれらの金属
をメツキしたものでもよい。
更に上記実施例で１１ζ空隙１０を形成するのに、中間
容器６に突起７を形成した例を示したが、この例に限ら
れるものではなく、要は適当な密閉された空隙１０を形
成すればよく、断熱材で接触面積が小さい形に形成した
スペーサなどを介在させた構成としてもよい。以上のよ
うに、この発明は被加熱物を収容するマイクロ波発熱す
る物質からなる内側容器と、この内側容器を収容するマ
イクロ波損失の小さい耐火断熱材からなる中間容器と、
この中間容器を周面に間隙を保つて収容する熱輻射率が
小さい物質からなり、内部にマイクロ波が入射しうる開
口が設けられている外側容器と、この外側容器の開口か
ら内部にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置とを
備えたもので、内側容器をより高温度に加熱することが
できるマイクロ波加熱炉が得られる。
容器６に突起７を形成した例を示したが、この例に限ら
れるものではなく、要は適当な密閉された空隙１０を形
成すればよく、断熱材で接触面積が小さい形に形成した
スペーサなどを介在させた構成としてもよい。以上のよ
うに、この発明は被加熱物を収容するマイクロ波発熱す
る物質からなる内側容器と、この内側容器を収容するマ
イクロ波損失の小さい耐火断熱材からなる中間容器と、
この中間容器を周面に間隙を保つて収容する熱輻射率が
小さい物質からなり、内部にマイクロ波が入射しうる開
口が設けられている外側容器と、この外側容器の開口か
ら内部にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置とを
備えたもので、内側容器をより高温度に加熱することが
できるマイクロ波加熱炉が得られる。
第１図は先行技術に係るマイクロ波加熱炉の断面図、第
２図はこの発明の一実施例の断面図、第３図は第２図−
線よりみた断面図、第４図は先行技術とこの発明に係る
加熱炉の内側容器の温度を比較した特性図である。 図において、１はマイクロ波発生器、２は導波管、３は
マイクロ波オーブン、４は被加熱物、５は内側容器、６
は中間容器、７は突越 ８は外側容器、９は開口、１０
は空隙、１１は蓋である。
２図はこの発明の一実施例の断面図、第３図は第２図−
線よりみた断面図、第４図は先行技術とこの発明に係る
加熱炉の内側容器の温度を比較した特性図である。 図において、１はマイクロ波発生器、２は導波管、３は
マイクロ波オーブン、４は被加熱物、５は内側容器、６
は中間容器、７は突越 ８は外側容器、９は開口、１０
は空隙、１１は蓋である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ マイクロ波発熱する物質よりなり内部に被加熱物を
収容しうるように構成された内側容器、マイクロ波損失
の小さい耐火断熱性を有する物質よりなり上記内側容器
を収容する中間容器、熱輻射率の小さい物質よりなり上
記中間容器を間隙を保つて収容するとともに当該中間容
器をとおしてその内部に収容された内側容器にマイクロ
波を照射するための開口が設けられている外側容器、上
記間隙を保つスペーサ、上記間隙の開口端を覆うマイク
ロ波損失の小さい物質よりなる蓋、および上記外側容器
の開口からマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置を
備えたマイクロ波加熱炉。 ２ 外側容器を表面が熱輻射率の小さい金属で覆われて
いる構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載のマイクロ波加熱炉。 ３ 外側容器を形成する物質もしくはその表面を覆う金
属が銅、アルミニウム、ステンレス鋼又は金である特許
請求の範囲第１項又は第２項に記載のマイクロ波加熱炉
。 ４ スペーサが中間容器と一体に形成された突起である
特許請求の範囲第１項に記載のマイクロ波加熱炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2471179A JPS5925939B2 (ja) | 1979-03-02 | 1979-03-02 | マイクロ波加熱炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2471179A JPS5925939B2 (ja) | 1979-03-02 | 1979-03-02 | マイクロ波加熱炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55118588A JPS55118588A (en) | 1980-09-11 |
| JPS5925939B2 true JPS5925939B2 (ja) | 1984-06-22 |
Family
ID=12145746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2471179A Expired JPS5925939B2 (ja) | 1979-03-02 | 1979-03-02 | マイクロ波加熱炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5925939B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63103650A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-09 | Sanyo Electric Co Ltd | ステツピングモ−タ |
| JPH0393441A (ja) * | 1989-09-04 | 1991-04-18 | Toshiba Corp | 車両用通風冷却形回転電機 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1250477C (zh) * | 2000-10-19 | 2006-04-12 | 日本核融合科学研究所 | 烧结炉、制造烧结物的方法和烧结物 |
| JP2005299948A (ja) | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マイクロ波焼成炉 |
-
1979
- 1979-03-02 JP JP2471179A patent/JPS5925939B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63103650A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-09 | Sanyo Electric Co Ltd | ステツピングモ−タ |
| JPH0393441A (ja) * | 1989-09-04 | 1991-04-18 | Toshiba Corp | 車両用通風冷却形回転電機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55118588A (en) | 1980-09-11 |
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