JPS641752Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、粉状物（粉状体あるいはスラリー等
の粉状体を含んだ液体）をマイクロ波を使用して
加熱するマイクロ波加熱装置に関する。

粉状物は、熱伝導が悪いため、熱風や電熱等を
使用して外部から加熱する方式では熱効率が悪い
ところから、近年では、マイクロ波を使用して、
粉状物自体を発熱体として加熱させて、熱効率の
向上を図つている。

この場合、粉状物の処理温度が低いときには、
電子レンジ等のオーブンを使用することができる
が、焼却灰等の粉状物を高温に加熱し、溶融固化
し、ガラス化するような場合には適していない。

そこで、このような場合には、加熱炉をマイク
ロ波共振器として使用し、高次モードで動作させ
て部分的に電界の強い場所を作つて焼却灰を高温
にし、また加熱炉の熱的変形を避けて均一加熱を
行うために、その加熱炉に円形で耐熱性のあるパ
イプを用いている。使用している高次モードとし
ては、点対称であるTM₀₁モードが一般的であ
る。

しかし、加熱炉にこのような高次モードである
TM₀₁を使用すれば、焼却灰は、基本波である
TE₁₁モードに比較し、格段に均一に加熱される
が、基本波でないために、その焼却灰がマイクロ
波導入用の導波管の部分に付着すると、基本波で
あるTE₁₁モードが発生して、加熱温度が不均一
になるという欠点があつた。

本考案は斯かる点に鑑みて成されたもので、そ
の目的は、粉状物が導波管に付着し得ないように
して上記問題を解決したマイクロ波加熱装置を提
供することである。

以下、本考案の実施例について説明する。第１
図はその一実施例を示し、１はステンレス、鉄等
の耐熱性のある円形金属製の加熱炉であり、その
一側には排気口１ａ、粉状物の投入口１ｂが、ま
た対向する他側には、導波管２の接続口１ｃが、
各々形成されている。３はその溶融炉１の上部終
端に取り付けられたモード変換器、４は導波管２
に取り付けられた気体流入口、５はインピーダン
ス整合器、６はマイクロ波発振器に接続される導
波管、７は気体流入口４から流入する気体がイン
ピーダンス整合器５側に流入することを防ぐ仕切
窓である。

例えば、使用マイクロ波の周波数が2450MHzの
場合は、上記加熱炉１としては内径が109mmの金
属パイプを使用し、また導波管２，６はWRJ−
２の矩形導波管を使用してTE₁₀モードで動作さ
せる。

モード変換器３は、TE₁₀モードをTM₀₁モード
に変換して、そのTM₀₁モードが加熱炉１内に定
在するようにするためのもので、所定の金属の棒
状物で成る。

排気口１ａは、その中心が導波管２の接続口１
ｃの中心よりも下方となる位置に形成され、使用
マイクロ波に対し遮断となる寸法の金属パイプ８
が接続されている。

粉状物の投入口１ｂも排気口１ａと同様に構成
され金属パイプ９が接続されているが、その排気
口１ａよりも更に下方に設けられている。そし
て、金属パイプ９内には粉状物搬送用のスクリユ
ーが挿入され、全体的にスクリユー・コンベアを
構成している。

インピーダンス整合器５は、加熱炉１内の加熱
面の変動によつて変動する反射波を打ち消すため
のもので、スリー・スタブ整合器やE.Hチユーナ
等が用いられる。なお、このインピーダンス整合
器５は、モード変換器３と共用することができ、
またそのモード変換器３とは別個に加熱炉１に設
けることもできる。

気体流入口４は、加熱炉１側から導波管５中に
飛来する粉状物を押し戻すよう気体を内部に供給
するためのもので、パイプ状のもので構成されて
いる。

仕切窓７は、マイクロ波損失の少ないテフロ
ン、セラミツク等で構成されている。

以上において、粉状物Ａを投入口１ｂから加熱
炉１内に投入し、マイクロ波発振器（図示せず）
を動作させ、所定のマイクロ波を導波管６、イン
ピーダンス整合器５、仕切窓７、および導波管２
を通して加熱炉１内に供給すると、その加熱炉１
内の粉状物Ａがマイクロ波を吸収して発熱し、乾
燥、焼結あるいは溶融するようになる。

この場合、加熱炉１内に定在波を形成している
TM₀₁モードは高次モードであるから、何等かの
機械的歪があると、基本波であるTE₁₁モードが
発生する。特に導波管２中に粉状物がある程度付
着すると、その粉状物が加熱されて導波管２を焦
し、またTM₀₁モードが溶融炉１内に発生しなく
なり、TE₁₁モードだけが定在し、均一加熱がで
きなくなる。

そこで、本実施例では、排気口１ａをその中心
が導波管２の接続口１ｃの中心よりも下方に位置
するように加熱炉１に設け、気体流入口４から導
波管２を通つて流入する気体が、加熱炉１内を下
方に流れ、排気口１ａから流出するようにし、粉
状物の投入口１ｂの上方に一種のエアー・カーテ
ンが出来るようにしている。これは、気体流入口
４から気体を強制的に流入し、および／又は排気
口１ａにブロアを接続して強制的に排気して行
う。この場合、排気口１ａと気体流入口４との間
に、気体強制循環器、その気体を冷却する冷却装
置その他を接続して、閉ループを形成しても良
い。

以上から、粉状物Ａが舞い上がつても、エア
ー・カーテンで遮られるので、その粉状物が導波
管２内に入る可能性は極めて少なくなる。また、
例え導波管２中に細かい粉体が飛来しても、気体
流によつて押し戻され、その導波管２内に堆積す
る虞はない。

第２図は別の実施例を示すものであり、モード
変換器３′を使用マイクロ波に対して遮断となる
寸法の金属パイプで構成し、同時にこのモード変
換器３′を粉状物の投入口として使用したもので
ある。この場合は、このモード変換器３′の下端
開口部３′ａを、導波管２の接続口１ｃと排気口
１ａを結ぶラインよりも下方、つまり排気口１ａ
よりも下方に突出させる必要がある。

第３図は更に別の実施例を示すものであり、排
気口１ａを導波管２の接続口ｃよりも上方に設置
したものである。この場合でも、エアー・カーテ
ンが投入口１ｂの上方に形成されるので、粉状物
の舞い上がりによる導波管２への付着が防止され
る。

第４図は更なる別の実施例を示すものであり、
排気口１ａを導波管２の接続口１ｃの側でかつそ
の接続口１ｃの下方に設けたものである。この場
合は気体が接続口１ｃから加熱炉１に流入して直
ちに排気口１ａから流出し、投入口１ｂの上方に
エアー・カーテンは形成されないが、導波管２の
接続口１ｃ側には加熱炉１方向に流れる気体流が
形成されるので、例え粉状物が舞い上がつても、
加熱炉１の内部に押し戻され、その導波管２の内
部に粉状物が付着する虞はない。

この第４図の実施例に第２図に示した実施例の
粉状物の投入口を兼ねるモード変換器３′を使用
することもできるが、この場合は、投入粉状物が
接続口１ｃから排気口１ａに向けて流れる気体流
を遮らない位置に、そのモード変換器３′を設け
必要がある。

以上のように本考案によれば、気体流入口から
導波管を介し加熱炉に流入した気体流が排気口か
ら流出するので、その導波管に絶えず気体流が流
れ、よつてその導波管には物状物が付着する虞は
なく、安定にTM₀₁モードのマイクロ波を加熱炉
内を定在させ、粉状物を均一に加熱させることが
できるようになるという特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例のマイクロ波加熱装
置の断面図、第２図乃至第４図は別の実施例のマ
イクロ波加熱装置の断面図である。 Ａ……粉状物、１……加熱炉、１ａ……排気
口、１ｂ……投入口、１ｃ……導波管の接続口、
２……導波管、３，３′……モード変換器、４…
…気体流入口、５……インピーダンス整合器、６
……導波管、７……仕切窓、８，９……金属パイ
プ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 粉状物を乾燥、焼結あるいは溶融する加熱炉
   と、該加熱炉にマイクロ波を供給するように該加
   熱炉に接続された導波管と、該導波管に設けられ
   た仕切窓と、上記導波管における該仕切窓と上記
   加熱炉への導入口との間に設けられた気体流入口
   と、上記加熱炉に設けられた排気口と、上記加熱
   炉に設けられた粉状物投入用の投入口とを具備
   し、上記投入口から投入される上記粉状物が上記
   気体流入口と上記排気口との間に形成される気体
   流を遮らない位置に、上記投入口を設定したこと
   を特徴とするマイクロ波加熱装置。