JPWO2020079812A1 - Dielectric heating device - Google Patents

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Abstract

誘電加熱装置(1)において、電極(5)が、電極(3)と電極(4)とが対向する空間内に収まるように配置され、電極(3)と電極(4)との対向面積は、電極(5)との対向面積よりも大きく、電極(3)と電極(5)および電極(4)と電極(5)は、電極間に被加熱物(7)を有したコンデンサとして機能して、信号源(2)から高周波信号が電極(5)に印加されて電極間に発生した電界によって被加熱物(7)を加熱する。In the dielectric heating device (1), the electrode (5) is arranged so as to fit in the space where the electrode (3) and the electrode (4) face each other, and the facing area between the electrode (3) and the electrode (4) is , The area facing the electrode (5) is larger, and the electrode (3) and the electrode (5) and the electrode (4) and the electrode (5) function as a capacitor having an object to be heated (7) between the electrodes. Then, a high-frequency signal is applied to the electrodes (5) from the signal source (2), and the object to be heated (7) is heated by the electric field generated between the electrodes.

Description

本発明は、誘電加熱装置に関する。 The present invention relates to a dielectric heating device.

例えば、特許文献1には、被加熱物に高周波を照射して加熱する照射装置が記載されている。この照射装置は、空洞を有した本体と、空洞の内部に突出した線状アンテナと、線状アンテナを包容する凹みを有した容器を備える。容器は、本体の空洞の内部に突出した線状アンテナに凹みが嵌合され、線状アンテナから放射された高周波を容器中の被加熱物に照射することにより、被加熱物が加熱される。 For example, Patent Document 1 describes an irradiation device that heats an object to be heated by irradiating it with a high frequency wave. This irradiation device includes a main body having a cavity, a linear antenna protruding inside the cavity, and a container having a recess for accommodating the linear antenna. In the container, a recess is fitted in a linear antenna protruding inside the cavity of the main body, and the heated object is heated by irradiating the heated object in the container with a high frequency radiated from the linear antenna.

特開2006−210305号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-210305

特許文献1に記載された照射装置では、高周波信号によって生じる電界が漏洩しやすいという課題があった。 The irradiation device described in Patent Document 1 has a problem that an electric field generated by a high frequency signal is likely to leak.

本発明は上記課題を解決するものであり、電界の漏洩を低減することができる誘電加熱装置を得ることを目的とする。 The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to obtain a dielectric heating device capable of reducing electric field leakage.

本発明に係る誘電加熱装置は、高周波信号を生成する信号源と、接地された第1の電極と、第1の電極と対向して配置されて、接地された第2の電極と、第1の電極と第2の電極とが対向する空間内に収まるように配置されて、信号源に接続された第3の電極と、被加熱物を保持して、第1の電極または第2の電極のうちの少なくとも一方と第3の電極との間に被加熱物を供給する容器とを備え、第1の電極と第2の電極との対向面積は、第3の電極との対向面積よりも大きく、第1の電極と第3の電極および第2の電極と第3の電極は、コンデンサとして機能し、信号源から高周波信号が第3の電極に印加されて電極間に発生した電界によって当該被加熱物を加熱することを特徴とする。 The dielectric heating device according to the present invention includes a signal source that generates a high-frequency signal, a grounded first electrode, a second electrode that is arranged to face the first electrode and is grounded, and a first electrode. The first electrode or the second electrode holds the third electrode connected to the signal source and the object to be heated so that the electrode and the second electrode are arranged so as to fit in the opposite space. A container for supplying an object to be heated is provided between at least one of the electrodes and the third electrode, and the facing area between the first electrode and the second electrode is larger than the facing area with the third electrode. Largely, the first electrode and the third electrode and the second electrode and the third electrode function as capacitors, and the high frequency signal from the signal source is applied to the third electrode and the electric field generated between the electrodes causes the electrode. It is characterized by heating an object to be heated.

本発明によれば、第3の電極が、第1の電極と第2の電極とが対向する空間内に収まるように配置され、第1の電極と第2の電極との対向面積は、第3の電極との対向面積よりも大きく、第1の電極と第3の電極および第2の電極と第3の電極が、コンデンサとして機能し、電極間に発生した電界によって被加熱物を加熱する。これにより、第1の電極と第2の電極とが対向する空間内で局所的に電界が発生するので、電界の漏洩を低減することができる。 According to the present invention, the third electrode is arranged so as to fit in the space where the first electrode and the second electrode face each other, and the facing area between the first electrode and the second electrode is the first. Larger than the area facing the 3rd electrode, the 1st and 3rd electrodes and the 2nd and 3rd electrodes function as capacitors, and the electric field generated between the electrodes heats the object to be heated. .. As a result, an electric field is locally generated in the space where the first electrode and the second electrode face each other, so that leakage of the electric field can be reduced.

図1Aは、実施の形態1に係る誘電加熱装置の構成を示す上面図である。図1Bは、実施の形態1に係る誘電加熱装置を図1AのA−A線で切った断面を示す断面矢示図である。図1Cは、実施の形態1に係る誘電加熱装置を図1AのB−B線で切った断面を示す断面矢示図である。FIG. 1A is a top view showing the configuration of the dielectric heating device according to the first embodiment. FIG. 1B is a cross-sectional arrow diagram showing a cross section of the dielectric heating device according to the first embodiment cut along the line AA of FIG. 1A. FIG. 1C is a cross-sectional arrow diagram showing a cross section of the dielectric heating device according to the first embodiment cut along the line BB of FIG. 1A. 図2Aは、平行に配置された2つの電極間に発生させた電界が形成する電気力線を示す上面図である。図2Bは、平行に配置された3つの電極間に発生させた電界が形成する電気力線を示す上面図である。図2Cは、実施の形態1に係る誘電加熱装置における電極間に発生させた電界が形成する電気力線を示す上面図である。FIG. 2A is a top view showing electric lines of force formed by an electric field generated between two electrodes arranged in parallel. FIG. 2B is a top view showing electric lines of force formed by an electric field generated between three electrodes arranged in parallel. FIG. 2C is a top view showing electric lines of force formed by an electric field generated between electrodes in the dielectric heating device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る誘電加熱装置における電極構造の変形例を示す上面図である。It is a top view which shows the modification of the electrode structure in the dielectric heating apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る誘電加熱装置における電極構造の別の変形例を示す上面図である。It is a top view which shows another modification of the electrode structure in the dielectric heating apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る誘電加熱装置における電極構造のさらに別の変形例を示す上面図である。It is a top view which shows the further modification of the electrode structure in the dielectric heating apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 図6Aは、実施の形態2に係る誘電加熱装置の構成を示す上面図である。図6Bは、実施の形態2に係る誘電加熱装置を図6AのD−D線で切った断面を示す断面矢示図である。FIG. 6A is a top view showing the configuration of the dielectric heating device according to the second embodiment. FIG. 6B is a cross-sectional arrow diagram showing a cross section of the dielectric heating device according to the second embodiment cut along the DD line of FIG. 6A. 実施の形態3に係る誘電加熱装置の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the dielectric heating apparatus which concerns on Embodiment 3.

実施の形態1.
図1Aは、実施の形態1に係る誘電加熱装置1の構成を示す上面図である。図1Bは、誘電加熱装置1を図1AのA−A線で切った断面を示す断面矢示図である。図1Aおよび図1Bに記載した太い矢印は、容器6内で被加熱物7が流れる方向を示している。図1Cは、誘電加熱装置1を図1AのB−B線で切った断面を示す断面矢示図である。○の中に黒丸を付した記号は、紙面奥から手前側へ被加熱物7が流れることを示している。誘電加熱装置1は、被加熱物7を誘電加熱で気化させる装置であり、図1Aに示すように、信号源2、電極3、電極4、電極5および容器6を備える。
Embodiment 1.
FIG. 1A is a top view showing the configuration of the dielectric heating device 1 according to the first embodiment. FIG. 1B is a cross-sectional arrow diagram showing a cross section of the dielectric heating device 1 cut along the line AA of FIG. 1A. The thick arrows shown in FIGS. 1A and 1B indicate the direction in which the object to be heated 7 flows in the container 6. FIG. 1C is a cross-sectional arrow diagram showing a cross section of the dielectric heating device 1 cut along the line BB of FIG. 1A. The symbol with a black circle in the circle indicates that the object to be heated 7 flows from the back side of the paper to the front side. The dielectric heating device 1 is a device that vaporizes the object to be heated 7 by dielectric heating, and includes a signal source 2, an electrode 3, an electrode 4, an electrode 5, and a container 6 as shown in FIG. 1A.

誘電加熱は、高周波の電界によって被加熱物7である誘電体の内部の電気双極子が回転運動を起こし、回転した電気双極子同士が摩擦を起こして誘電体の内部で発熱する現象である。また、誘電加熱において、誘電体に加えられた電気エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されて散逸する現象を誘電損失という。誘電損失が小さい部材は、高周波の電界によって加熱されることが少なく、誘電損失が大きい部材は、高周波の電界によって加熱されやすい。 Dielectric heating is a phenomenon in which electric dipoles inside a dielectric, which is the object to be heated 7, rotate due to a high-frequency electric field, and the rotated electric dipoles cause friction to generate heat inside the dielectric. Further, in dielectric heating, a phenomenon in which a part of electric energy applied to a dielectric is converted into thermal energy and dissipated is called dielectric loss. A member having a small dielectric loss is less likely to be heated by a high-frequency electric field, and a member having a large dielectric loss is likely to be heated by a high-frequency electric field.

信号源2は、高周波信号を生成する信号源であり、高周波信号を出力する出力端子aと0電位のグランド端子bとを有する。信号源2によって生成された高周波信号は、出力端子aを介して電極5に出力される。なお、信号源2のグランド端子bは、誘電加熱装置1のグランド(0電位)に接続されてもよい。 The signal source 2 is a signal source that generates a high-frequency signal, and has an output terminal a that outputs a high-frequency signal and a ground terminal b that has a zero potential. The high frequency signal generated by the signal source 2 is output to the electrode 5 via the output terminal a. The ground terminal b of the signal source 2 may be connected to the ground (0 potential) of the dielectric heating device 1.

信号源2には、任意の周波数の信号を出力することができる、水晶発振器、ルビジウム発振器、電圧制御発振器(VCO)、ダイレクトデジタルシンセサイザ(DDS)およびフェーズロックループ(PLL)回路のいずれかを用いてもよい。ただし、高周波信号を発生できる発振器であれば、信号源2に用いる発振器の構成は問わない。また、信号源2から出力される高周波信号は、正弦波であってもよいし、矩形波であってもよく、連続波(CW)信号であってもよいし、変調信号であってもよい。 As the signal source 2, any one of a crystal oscillator, a rubidium oscillator, a voltage controlled oscillator (VCO), a direct digital synthesizer (DDS), and a phase-locked loop (PLL) circuit capable of outputting a signal of an arbitrary frequency is used. You may. However, the configuration of the oscillator used for the signal source 2 does not matter as long as it is an oscillator capable of generating a high frequency signal. The high frequency signal output from the signal source 2 may be a sine wave, a square wave, a continuous wave (CW) signal, or a modulated signal. ..

電極3は、信号源2のグランド端子bに接続されて接地された第1の電極であり、電極5との間で電界を発生させる導体である。例えば、電極3には、電流を流すことができる金属の平板が用いられる。電極4と対向している電極3の面は、電極3と対向している電極5の面よりも3倍以上大きい面積で構成される。電極3を構成する材料は、電極5との間で高周波の電界を発生させることができる材料であればよく、電極3には複数の材料を用いてもよい。 The electrode 3 is a first electrode connected to the ground terminal b of the signal source 2 and grounded, and is a conductor that generates an electric field with the electrode 5. For example, a metal flat plate capable of passing an electric current is used for the electrode 3. The surface of the electrode 3 facing the electrode 4 is composed of an area three times or more larger than the surface of the electrode 5 facing the electrode 3. The material constituting the electrode 3 may be any material that can generate a high-frequency electric field with the electrode 5, and a plurality of materials may be used for the electrode 3.

電極4は、電極3に対向して配置され、信号源2のグランド端子bに接続されて接地された第2の電極であり、電極5との間で電界を発生させる導体である。例えば、電極4には、電流を流すことができる金属の平板が用いられる。電極3と対向している電極4の面は、電極4と対向している電極5の面よりも3倍以上大きい面積で構成される。電極4を構成する材料は、電極5との間で高周波の電界を発生させることができる材料であればよく、電極4には複数の材料を用いてもよい。 The electrode 4 is a second electrode arranged facing the electrode 3 and connected to the ground terminal b of the signal source 2 and grounded, and is a conductor that generates an electric field with the electrode 5. For example, a metal flat plate capable of passing an electric current is used for the electrode 4. The surface of the electrode 4 facing the electrode 3 is composed of an area three times or more larger than the surface of the electrode 5 facing the electrode 4. The material constituting the electrode 4 may be any material that can generate a high-frequency electric field with the electrode 5, and a plurality of materials may be used for the electrode 4.

電極5は、電極3と電極4とが対向する空間内に収まるように配置されて、信号源2に接続された第3の電極である。図1Aに示すように、電極5は、電極3および電極4よりも小さい電極であり、電極3と電極4とが対向する空間からはみ出すことなく、この空間内に収まるように配置される。例えば、電極5は、信号源2によって生成された高周波信号の給電点から、当該高周波信号の周波数の波長の10分の1以下の長さで構成される。 The electrode 5 is a third electrode that is arranged so as to fit in the space where the electrode 3 and the electrode 4 face each other and is connected to the signal source 2. As shown in FIG. 1A, the electrode 5 is an electrode smaller than the electrode 3 and the electrode 4, and is arranged so as to fit in the space where the electrode 3 and the electrode 4 face each other without protruding from the space facing each other. For example, the electrode 5 is configured to have a length of 1/10 or less of the wavelength of the frequency of the high-frequency signal from the feeding point of the high-frequency signal generated by the signal source 2.

電極5には信号源2の出力端子aに接続されており、信号源2によって生成された高周波信号は、出力端子aを介して電極5に印加される。電極3と電極5および電極4と電極5は、電極間に被加熱物7を有したコンデンサとして機能し、信号源2から高周波信号が電極5に印加されると、電極3と電極5との間および電極4と電極5との間に電界を発生させる。例えば、電極5には、電流を流すことができる金属の平板が用いられる。なお、電極5を構成する材料は、電極3との間および電極4との間で高周波の電界を発生させることができる材料であればよく、電極5には複数の材料を用いてもよい。 The electrode 5 is connected to the output terminal a of the signal source 2, and the high frequency signal generated by the signal source 2 is applied to the electrode 5 via the output terminal a. The electrode 3 and the electrode 5 and the electrode 4 and the electrode 5 function as a capacitor having an object to be heated 7 between the electrodes, and when a high frequency signal is applied to the electrode 5 from the signal source 2, the electrode 3 and the electrode 5 are connected to each other. An electric field is generated between the electrodes and between the electrodes 4 and 5. For example, a metal flat plate capable of passing an electric current is used for the electrode 5. The material constituting the electrode 5 may be any material that can generate a high-frequency electric field between the electrode 3 and the electrode 4, and a plurality of materials may be used for the electrode 5.

容器6は、被加熱物7を保持して、電極3と電極5との間および電極4と電極5との間に被加熱物7を供給する容器である。例えば、容器6は、図1Aに示すように、電極3と電極5との間に配置される供給路と、電極4と電極5との間に配置される供給路との両方を有し、上面側が開放された環状の容器であってもよい。上記供給路には、被加熱物7が流れる。容器6は、電極3と電極5とによって上記供給路が挟み込まれ、電極4と電極5とによって上記供給路が挟み込まれて、電極側に固定される。 The container 6 is a container that holds the object to be heated 7 and supplies the object to be heated 7 between the electrodes 3 and 5 and between the electrodes 4 and 5. For example, as shown in FIG. 1A, the container 6 has both a supply path arranged between the electrodes 3 and 5 and a supply path arranged between the electrodes 4 and 5. It may be an annular container with an open upper surface side. The object to be heated 7 flows through the supply path. In the container 6, the supply path is sandwiched between the electrode 3 and the electrode 5, and the supply path is sandwiched between the electrode 4 and the electrode 5, and the container 6 is fixed to the electrode side.

容器6を構成する材料には、ガラスを用いてもよい。なお、環状の容器6を示したが、これに限定されるものではない。被加熱物7を漏れずに保持し、電極3と電極5とを短絡させず、電極4と電極5とを短絡させず、電極3と電極5との間および電極4と電極5との間に発生する熱に耐えることができれば、容器6の材料および形状は問わない。また、容器6には複数の材料を用いてもよい。 Glass may be used as the material constituting the container 6. Although the annular container 6 is shown, the present invention is not limited to this. The object to be heated 7 is held without leakage, the electrode 3 and the electrode 5 are not short-circuited, the electrode 4 and the electrode 5 are not short-circuited, and between the electrode 3 and the electrode 5 and between the electrode 4 and the electrode 5. The material and shape of the container 6 may be used as long as it can withstand the heat generated in the container 6. Further, a plurality of materials may be used for the container 6.

被加熱物7は、加熱によって気化する液体であればよく、例えば、水、タバコリキッドが挙げられる。図1Bおよび図1Cにおいて破線の矢印で示すように、気化した被加熱物7であるエアロゾルは、容器6の上面側の開放口から取り出される。なお、液体の被加熱物7が容器6の外部に漏れ出すことがなければ、開放口は、容器6の上面側以外の部分に設けてもよい。 The object to be heated 7 may be a liquid that is vaporized by heating, and examples thereof include water and tobacco liquid. As shown by the broken line arrows in FIGS. 1B and 1C, the aerosol, which is the vaporized object 7 to be heated, is taken out from the opening on the upper surface side of the container 6. If the liquid object 7 to be heated does not leak to the outside of the container 6, the opening may be provided in a portion other than the upper surface side of the container 6.

また、容器6は、電極3と電極5との間から供給路を取り外し、電極4と電極5のとの間から供給路を取り外すことで、電極側から分離することができる。これにより、被加熱物7の量が減った容器6を電極側から取り外して、被加熱物7が補充された容器6に交換することが可能である。 Further, the container 6 can be separated from the electrode side by removing the supply path from between the electrode 3 and the electrode 5 and removing the supply path from between the electrode 4 and the electrode 5. Thereby, the container 6 in which the amount of the object to be heated 7 is reduced can be removed from the electrode side and replaced with the container 6 replenished with the object 7 to be heated.

なお、容器6は、上記供給路以外の部分が取り外し可能に構成されてもよい。例えば、電極3と電極5との間に配置される供給路と、電極4と電極5との間に配置される供給路とを繋ぐ部分を、取り外し可能なタンクとして構成してもよい。容器6内の被加熱物7が減ったとき、上記タンクを取り外して、被加熱物7を補充したタンクに交換する。 The container 6 may be configured so that a portion other than the supply path is removable. For example, a portion connecting the supply path arranged between the electrode 3 and the electrode 5 and the supply path arranged between the electrode 4 and the electrode 5 may be configured as a removable tank. When the amount of the object to be heated 7 in the container 6 is reduced, the tank is removed and replaced with a tank filled with the object to be heated 7.

次に、誘電加熱装置1の動作について説明する。
信号源2によって生成された高周波信号は、出力端子aを介して電極5に印加される。電極3と電極5は、領域C1に存在する被加熱物7の誘電率εを有したコンデンサとして機能し、電極4と電極5は、領域C2に存在する被加熱物7の誘電率εを有したコンデンサとして機能する。電極5に高周波信号が印加されると、領域C1および領域C2に高周波の電界が発生する。これにより、領域C1および領域C2に存在する被加熱物7が加熱される。
Next, the operation of the dielectric heating device 1 will be described.
The high frequency signal generated by the signal source 2 is applied to the electrode 5 via the output terminal a. The electrode 3 and the electrode 5 function as a capacitor having a dielectric constant ε of the object to be heated 7 existing in the region C1, and the electrode 4 and the electrode 5 have a dielectric constant ε of the object 7 to be heated existing in the region C2. Functions as a capacitor. When a high-frequency signal is applied to the electrode 5, a high-frequency electric field is generated in the regions C1 and C2. As a result, the objects to be heated 7 existing in the regions C1 and C2 are heated.

図1Bに示すように、電極3と電極5とが対向する面および電極4と電極5とが対向する面のそれぞれの実効面積をSとし、図1Cに示すように、電極3と電極5との間および電極3と電極5との間の各距離をdとする。このとき、電極3と電極5とから構成されるコンデンサおよび電極4と電極5とから構成されるコンデンサの各静電容量Cpは、下記式(1)で表すことができる。
Cp=εS/d ・・・(1)
As shown in FIG. 1B, the effective areas of the surfaces where the electrodes 3 and 5 face each other and the surfaces where the electrodes 4 and 5 face each other are S, and as shown in FIG. 1C, the electrodes 3 and 5 Let d be the distance between the spaces and between the electrodes 3 and 5. At this time, each capacitance Cp of the capacitor composed of the electrode 3 and the electrode 5 and the capacitor composed of the electrode 4 and the electrode 5 can be expressed by the following equation (1).
Cp = εS / d ・ ・ ・ (1)

被加熱物7の誘電損失をtanδとし、電極5に印加される高周波信号の角周波数がωであり、電圧振幅がEである場合、上記コンデンサにおいて、発熱エネルギーとして被加熱物7に印加される電力Pは、下記式(2)で表すことができる。
P=ωCpEtanδ=ω(εS/d)Etanδ ・・・(2)
When the dielectric loss of the object to be heated 7 is tan δ, the angular frequency of the high frequency signal applied to the electrode 5 is ω, and the voltage amplitude is E, the capacitor is applied to the object to be heated 7 as heat generation energy. The electric power P can be expressed by the following equation (2).
P = ωCpE 2 tanδ = ω (εS / d) E 2 tanδ ・ ・ ・ (2)

上記コンデンサにおいて被加熱物7の単位体積あたりに印加される電力Poは、上記式(2)を用いて、下記式(3)で表すことができる。下記式(3)から明らかなように、電極間の距離dが小さいほど被加熱物7の単位体積あたりに印加される電力Poが大きくなり、被加熱物7が効率よく加熱される。
Po=P/(S×d)=ωεEtanδ/d ・・・(3)
The electric power Po applied per unit volume of the object to be heated 7 in the capacitor can be expressed by the following equation (3) using the above equation (2). As is clear from the following equation (3), the smaller the distance d between the electrodes, the larger the electric power Po applied per unit volume of the object to be heated 7, and the object 7 to be heated is heated efficiently.
Po = P / (S × d) = ωεE 2 tan δ / d 2 ... (3)

一般に、対向電極をコンデンサとして機能させるためには、電極間で高周波信号が分布定数としてではなく、集中定数として扱えるように電極の大きさを決定する必要がある。電極5の給電点からの長さを、信号源2から上記給電点に印加される高周波信号の周波数の波長よりも十分に小さくする、例えば、上記波長の10分の1程度とすることで、電極3と電極5との間および電極4と電極5との間で高周波信号を集中定数として扱うことが可能となる。 Generally, in order for the counter electrode to function as a capacitor, it is necessary to determine the size of the electrode so that the high frequency signal between the electrodes can be treated as a lumped constant rather than as a distributed constant. By making the length of the electrode 5 from the feeding point sufficiently smaller than the wavelength of the frequency of the high-frequency signal applied from the signal source 2 to the feeding point, for example, about 1/10 of the wavelength. It is possible to treat a high frequency signal as a concentration constant between the electrode 3 and the electrode 5 and between the electrode 4 and the electrode 5.

領域C1および領域C2において加熱されて気化した被加熱物7は、エアロゾルとして容器6の開放口から取り出される。被加熱物7がエアロゾルとして失われると、容器6では、図1Aおよび図1B中の太い矢印で示す方向および図1C中の記号が示す方向に被加熱物7の流れが生じて、気化した分を補うように領域C1および領域C2に被加熱物7が供給される。 The object to be heated 7 that has been heated and vaporized in the regions C1 and C2 is taken out as an aerosol from the opening of the container 6. When the object 7 to be heated is lost as an aerosol, in the container 6, a flow of the object 7 to be heated occurs in the direction indicated by the thick arrow in FIGS. 1A and 1B and the direction indicated by the symbol in FIG. The object to be heated 7 is supplied to the region C1 and the region C2 so as to supplement the above.

電極間で被加熱物7が加熱され、加熱によって気化した被加熱物7を補うように容器6から電極間に被加熱物7が供給されるサイクルが、容器6に保持された被加熱物7が減少して電極間に供給できなくなるまで繰り返される。なお、図1A、図1Bおよび図1Cに示した被加熱物7を流す方向は一例であり、被加熱物7を領域C1および領域C2に供給することができれば、被加熱物7を流す方向は問わない。 The heated object 7 is held in the container 6 in a cycle in which the heated object 7 is heated between the electrodes and the heated object 7 is supplied between the container 6 and the electrodes so as to supplement the heated object 7 vaporized by heating. Is repeated until is reduced and cannot be supplied between the electrodes. The direction of flowing the heated object 7 shown in FIGS. 1A, 1B and 1C is an example, and if the heated object 7 can be supplied to the regions C1 and C2, the direction of flowing the heated object 7 will be. It doesn't matter.

また、誘電加熱装置1では、容器6の大きさに対して領域C1および領域C2が小さくかつ狭くなるように、電極3、電極4および電極5が構成されている。これにより、誘電加熱装置1において、被加熱物7が局所的に加熱されるので、被加熱物7が気化するまでに掛かる時間が短縮される。 Further, in the dielectric heating device 1, the electrode 3, the electrode 4 and the electrode 5 are configured so that the region C1 and the region C2 are smaller and narrower than the size of the container 6. As a result, in the dielectric heating device 1, the object to be heated 7 is locally heated, so that the time required for the object to be heated 7 to vaporize is shortened.

次に、高周波電界の漏洩について説明する。
図2Aは、平行に配置された2つの電極間に発生させた電界が形成する電気力線を示す上面図である。図2Aにおいて、実線の矢印は電気力線を示している。信号源100は、信号源2と同様に高周波信号を生成する信号源である。電極101および電極102は、同じ大きさの2つの平行平板電極である。
Next, the leakage of the high frequency electric field will be described.
FIG. 2A is a top view showing electric lines of force formed by an electric field generated between two electrodes arranged in parallel. In FIG. 2A, solid arrows indicate lines of electric force. The signal source 100 is a signal source that generates a high frequency signal like the signal source 2. The electrode 101 and the electrode 102 are two parallel plate electrodes having the same size.

電極101は、信号源100のグランド端子bに接続されて接地されている。電極102は、信号源100の出力端子aに接続され、信号源100によって生成された高周波信号は、出力端子aを介して電極102に印加される。電極102に高周波信号が印加されると、高周波信号によって電界が発生して電極102から電極101へ向かう電気力線が形成される。 The electrode 101 is connected to the ground terminal b of the signal source 100 and is grounded. The electrode 102 is connected to the output terminal a of the signal source 100, and the high frequency signal generated by the signal source 100 is applied to the electrode 102 via the output terminal a. When a high-frequency signal is applied to the electrode 102, an electric field is generated by the high-frequency signal to form electric lines of force from the electrode 102 to the electrode 101.

しかしながら、電界は、電極101と電極102とが対向する空間だけでなく、図2Aにおいて破線で囲んで示すように、電極102の電極101とは反対側の面からも電界が発生して電気力線が形成される。さらに、電極の端部効果によって電極端部に電気力線が集中している。このように、電極101と電極102とが対向する空間の外部に発生した電界は、誘電加熱装置の外部に漏れてしまう。 However, the electric field is generated not only from the space where the electrode 101 and the electrode 102 face each other, but also from the surface of the electrode 102 opposite to the electrode 101, as shown by being surrounded by a broken line in FIG. 2A. A line is formed. Further, the electric field lines are concentrated on the electrode end due to the electrode end effect. In this way, the electric field generated outside the space where the electrode 101 and the electrode 102 face each other leaks to the outside of the dielectric heating device.

図2Bは、平行に配置された3つの電極間に発生させた電界が形成する電気力線を示す上面図である。図2Bにおいて、実線の矢印は電気力線を示している。図2Bに示す電極構造は、図2Aに示した構造に加え、電極102に対向して配置された電極103を有する。電極103は、信号源100のグランド端子bに接続されて接地されている。図2Bに示す電極構造では、接地された電極103を、電極102の電極101とは反対側の面に対向させて配置することにより、図2Aに示した電極構造に比べて電界の漏洩が抑えられる。 FIG. 2B is a top view showing electric lines of force formed by an electric field generated between three electrodes arranged in parallel. In FIG. 2B, solid arrows indicate lines of electric force. The electrode structure shown in FIG. 2B has an electrode 103 arranged to face the electrode 102 in addition to the structure shown in FIG. 2A. The electrode 103 is connected to the ground terminal b of the signal source 100 and is grounded. In the electrode structure shown in FIG. 2B, by arranging the grounded electrode 103 so as to face the surface of the electrode 102 opposite to the electrode 101, electric field leakage is suppressed as compared with the electrode structure shown in FIG. 2A. Be done.

しかしながら、電極101、電極102および電極103は、互いに同じ大きさの平板電極であるので、電極102の端部は、電極101と電極103とが対向する空間の外部との境界に面している。電極101と電極102との間および電極103と電極102との間に発生した電界が形成する電気力線は、図2Bにおいて破線で囲んで示すように、電極の端部効果によって電極端部に集中する。このため、電極101と電極103とが対向する空間から電界が漏洩する。 However, since the electrode 101, the electrode 102, and the electrode 103 are flat plate electrodes having the same size as each other, the end portion of the electrode 102 faces the boundary between the outside of the space where the electrode 101 and the electrode 103 face each other. .. The lines of electric force formed by the electric field generated between the electrodes 101 and 102 and between the electrodes 103 and 102 are located at the ends of the electrodes due to the end effect of the electrodes, as shown by the broken lines in FIG. 2B. concentrate. Therefore, the electric field leaks from the space where the electrode 101 and the electrode 103 face each other.

図2Cは、誘電加熱装置1における電極間に発生させた電界が形成する電気力線を示す上面図である。図2Cにおいて、実線の矢印は電気力線を示している。誘電加熱装置1において、電極5は、電極3および電極4よりも小さい電極であり、電極3と電極4とが対向する空間からはみ出すことなく、この空間内に収まるように配置されている。電極3、電極4および電極5は、例えば、電極3と電極4との対向面積が、電極3または電極4と電極5との対向面積よりも3倍以上大きくなるように構成される。これにより、図2Cに示すように、電極3と電極4とが対向する空間内で電気力線が電極5の近傍に集中するので、図2Aに示した電極構造よりも電界の漏洩が抑えられる。 FIG. 2C is a top view showing electric lines of force formed by an electric field generated between the electrodes in the dielectric heating device 1. In FIG. 2C, solid arrows indicate lines of electric force. In the dielectric heating device 1, the electrode 5 is an electrode smaller than the electrode 3 and the electrode 4, and is arranged so as to fit in the space where the electrode 3 and the electrode 4 face each other without protruding from the space facing each other. The electrode 3, the electrode 4, and the electrode 5 are configured such that, for example, the facing area between the electrode 3 and the electrode 4 is three times or more larger than the facing area between the electrode 3 or the electrode 4 and the electrode 5. As a result, as shown in FIG. 2C, the lines of electric force are concentrated in the vicinity of the electrode 5 in the space where the electrodes 3 and 4 face each other, so that the leakage of the electric field is suppressed as compared with the electrode structure shown in FIG. 2A. ..

また、誘電加熱装置1は、電極5の近傍に局所的に発生させた電界によって被加熱物7を加熱するので、被加熱物7が気化するまでに掛かる時間を短縮することができる。
さらに、誘電加熱装置1では、電極3、電極4および電極5以外に、電界の漏洩を抑制するための電界遮断部材を用いないので、装置の小型化を実現できる。
Further, since the dielectric heating device 1 heats the object to be heated 7 by an electric field locally generated in the vicinity of the electrode 5, the time required for the object to be heated 7 to vaporize can be shortened.
Further, in the dielectric heating device 1, since an electric field blocking member for suppressing electric field leakage is not used other than the electrode 3, the electrode 4, and the electrode 5, the device can be miniaturized.

次に、誘電加熱装置1における電極構造の変形例について説明する。
図3は、誘電加熱装置1における電極構造の変形例を示す上面図である。図3に示す電極構造では、電極3と電極4とが対向する空間内に円柱状の電極5Aが配置されている。電極3および電極4は、同じ大きさの平行平板電極である。信号源2によって生成された高周波信号が出力端子aを介して円柱状の電極5Aに印加されると、図3に示すように、電極3と電極5Aとの間および電極4と電極5Aとの間に電界が発生する。
Next, a modified example of the electrode structure in the dielectric heating device 1 will be described.
FIG. 3 is a top view showing a modified example of the electrode structure in the dielectric heating device 1. In the electrode structure shown in FIG. 3, the columnar electrode 5A is arranged in the space where the electrode 3 and the electrode 4 face each other. The electrode 3 and the electrode 4 are parallel plate electrodes having the same size. When the high-frequency signal generated by the signal source 2 is applied to the columnar electrode 5A via the output terminal a, as shown in FIG. 3, between the electrode 3 and the electrode 5A and between the electrode 4 and the electrode 5A. An electric field is generated between them.

図1Aおよび図1Cに示したように、平板状の電極5は、電極3および電極4との間で容器6の供給路を挟み込んだときに容器6の供給路と面で接触するので、電極5と容器6との接触面積は大きい。このため、容器6を電極側から取り外すときに容器6との摩擦によって電極5が変形しやすい。電極5が変形すると、電極5の電気特性が変化するので、加熱効率も変化してしまう。 As shown in FIGS. 1A and 1C, the flat plate-shaped electrode 5 comes into surface contact with the supply path of the container 6 when the supply path of the container 6 is sandwiched between the electrode 3 and the electrode 4, so that the electrode The contact area between 5 and the container 6 is large. Therefore, when the container 6 is removed from the electrode side, the electrode 5 is easily deformed due to friction with the container 6. When the electrode 5 is deformed, the electrical characteristics of the electrode 5 change, so that the heating efficiency also changes.

これに対して、円柱状の電極5Aは、平板状の電極5と比較して容器6との接触面積が小さい。このため、容器6との摩擦による電極5Aの変形が起こりにくいので、電極5Aの変形に起因した電気特性および加熱効率の変化が抑えられる。 On the other hand, the columnar electrode 5A has a smaller contact area with the container 6 than the flat electrode 5. Therefore, deformation of the electrode 5A due to friction with the container 6 is unlikely to occur, so that changes in electrical characteristics and heating efficiency due to deformation of the electrode 5A can be suppressed.

図4は、誘電加熱装置1における電極構造の別の変形例を示す上面図である。図4に示す電極構造では、円柱状の電極5Aが電極3Aと電極4Aとの間に配置されている。図4に示すように、電極3Aの端部は電極5A側に曲がっており、電極4Aの端部も電極5A側に曲がっている。信号源2から出力端子aを介して電極5Aに高周波信号が印加されると、電極3Aと電極5Aとの間および電極4Aと電極5Aとの間に電界が発生する。 FIG. 4 is a top view showing another modification of the electrode structure in the dielectric heating device 1. In the electrode structure shown in FIG. 4, a columnar electrode 5A is arranged between the electrode 3A and the electrode 4A. As shown in FIG. 4, the end of the electrode 3A is bent toward the electrode 5A, and the end of the electrode 4A is also bent toward the electrode 5A. When a high-frequency signal is applied from the signal source 2 to the electrode 5A via the output terminal a, an electric field is generated between the electrodes 3A and 5A and between the electrodes 4A and 5A.

電極3Aと電極4Aとが対向する空間から当該空間の外部へ向かう電気力線は、電極の端部効果によって電極3Aおよび電極4Aの各端部に集まる。電極3Aおよび電極4Aの各端部は電極5A側に曲がっているので、電気力線は、電極3Aと電極4Aとが対向する空間内に収まるように形成される。これにより、電界の漏洩を抑えることができる。 The lines of electric force from the space where the electrode 3A and the electrode 4A face each other to the outside of the space are gathered at each end of the electrode 3A and the electrode 4A due to the end effect of the electrode. Since each end of the electrode 3A and the electrode 4A is bent toward the electrode 5A, the electric lines of force are formed so as to fit in the space where the electrode 3A and the electrode 4A face each other. As a result, leakage of the electric field can be suppressed.

図5は、誘電加熱装置1における電極構造のさらに別の変形例を示す上面図である。図5に示す電極構造において、電極5Aは、電極3Bと電極4Bとが対向する空間内に配置されている。電極3Bおよび電極4Bの各対向面には、凸部8が形成されている。凸部8は、電極の高さ方向に長いリブ状の凸部であり、1つの電極面に対して2つの凸部8が配置される。2つの凸部8は、図5に示すように、電極面内を電極端部側と電極5A周辺側とに区画している。 FIG. 5 is a top view showing still another modification of the electrode structure in the dielectric heating device 1. In the electrode structure shown in FIG. 5, the electrode 5A is arranged in the space where the electrode 3B and the electrode 4B face each other. A convex portion 8 is formed on each facing surface of the electrode 3B and the electrode 4B. The convex portion 8 is a rib-shaped convex portion that is long in the height direction of the electrode, and two convex portions 8 are arranged with respect to one electrode surface. As shown in FIG. 5, the two convex portions 8 divide the inside of the electrode surface into the electrode end side and the electrode 5A peripheral side.

信号源2から出力端子aを介して電極5Aに高周波信号が印加されると、電極3Bと電極5Bとの間および電極4Bと電極5Bとの間に電界が発生する。この電界によって形成された電気力線は、図5に示すように、電極の端部効果によって凸部8に集中する。これにより、電極3Bおよび電極4Bにおいて、2つの凸部8によって電極5A周辺側に区画された領域内に電気力線が形成され、電極端部側には電気力線が形成されないため、電界の漏洩を抑えられる。 When a high-frequency signal is applied from the signal source 2 to the electrode 5A via the output terminal a, an electric field is generated between the electrodes 3B and 5B and between the electrodes 4B and 5B. As shown in FIG. 5, the lines of electric force formed by this electric field are concentrated on the convex portion 8 due to the end effect of the electrodes. As a result, in the electrode 3B and the electrode 4B, an electric line of force is formed in the region defined on the peripheral side of the electrode 5A by the two convex portions 8, and an electric line of force is not formed on the electrode end side. Leakage can be suppressed.

また、誘電加熱装置1の電極構造は、高周波信号が印加される電極の近傍に電界を集中的に発生させる構造であればよく、上記構造以外であってもよい。例えば、電極3および電極4は、電極5との距離を小さくするために、電極5近傍の部分のみを電極5側に突出させた形状であってもよい。このように構成しても、電極3と電極4とが対向する空間内で局所的に電界が発生するので、電界の漏洩を抑えられる。 Further, the electrode structure of the dielectric heating device 1 may be any structure other than the above structure as long as the electric field is intensively generated in the vicinity of the electrode to which the high frequency signal is applied. For example, the electrode 3 and the electrode 4 may have a shape in which only a portion in the vicinity of the electrode 5 is projected toward the electrode 5 in order to reduce the distance from the electrode 5. Even with this configuration, an electric field is locally generated in the space where the electrodes 3 and 4 face each other, so that leakage of the electric field can be suppressed.

以上のように、実施の形態1に係る誘電加熱装置1において、電極3と電極4とが対向する空間内に収まるように電極5が配置されており、電極3と電極4との対向面積は、電極5との対向面積よりも大きく、電極3と電極5および電極4と電極5は、コンデンサとして機能し、電極間に発生した電界によって被加熱物7を加熱する。これにより、電極3と電極4とが対向する空間内で電極5近傍のみに電界が発生するので、電界の漏洩を低減することができる。 As described above, in the dielectric heating device 1 according to the first embodiment, the electrodes 5 are arranged so as to fit in the space where the electrodes 3 and 4 face each other, and the facing area between the electrodes 3 and the electrodes 4 is large. The area facing the electrode 5 is larger than the area facing the electrode 5, and the electrode 3 and the electrode 5 and the electrode 4 and the electrode 5 function as capacitors, and the object to be heated 7 is heated by the electric field generated between the electrodes. As a result, an electric field is generated only in the vicinity of the electrode 5 in the space where the electrode 3 and the electrode 4 face each other, so that leakage of the electric field can be reduced.

実施の形態1に係る誘電加熱装置1において、電極3と電極4との対向面積は、電極5との対向面積よりも3倍以上大きい。これにより、電極3と電極4とが対向する空間内で電極5近傍のみに電界が発生するので、電界の漏洩を低減することができる。 In the dielectric heating device 1 according to the first embodiment, the facing area between the electrode 3 and the electrode 4 is three times or more larger than the facing area with the electrode 5. As a result, an electric field is generated only in the vicinity of the electrode 5 in the space where the electrode 3 and the electrode 4 face each other, so that leakage of the electric field can be reduced.

実施の形態1に係る誘電加熱装置1において、電極5が、高周波信号の周波数の波長の10分の1以下の長さである。これにより、電極間で高周波信号を集中定数として扱うことが可能となり、電極3と電極5および電極4と電極5をコンデンサとして機能させることができる。 In the dielectric heating device 1 according to the first embodiment, the electrode 5 has a length of 1/10 or less of the wavelength of the frequency of the high frequency signal. As a result, the high frequency signal can be handled as a lumped constant between the electrodes, and the electrodes 3 and 5 and the electrodes 4 and 5 can function as capacitors.

実施の形態2.
図6Aは、実施の形態2に係る誘電加熱装置1Aの構成を示す上面図である。図6Aにおいて太い矢印で示す方向は、容器6A内で被加熱物7が流れる方向である。図6Bは、誘電加熱装置1Aを図6AのD−D線で切った断面を示す断面矢示図である。○の中に黒丸を付した記号は、紙面奥から手前側へ被加熱物7が流れることを示している。図6Aおよび図6Bにおいて、図1Aおよび図1Cと同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
Embodiment 2.
FIG. 6A is a top view showing the configuration of the dielectric heating device 1A according to the second embodiment. The direction indicated by the thick arrow in FIG. 6A is the direction in which the object to be heated 7 flows in the container 6A. FIG. 6B is a cross-sectional arrow diagram showing a cross section of the dielectric heating device 1A cut along the DD line of FIG. 6A. The symbol with a black circle in the circle indicates that the object to be heated 7 flows from the back side of the paper to the front side. In FIGS. 6A and 6B, the same components as those in FIGS. 1A and 1C are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

誘電加熱装置1Aは、被加熱物7を誘電加熱で気化させる装置であって、図6Aに示すように、信号源2、電極3、電極4、電極5および容器6Aを備える。容器6Aは、実施の形態1に示した容器6と異なり、電極3と電極5との間のみに被加熱物7を供給する。例えば、容器6Aは、図6Aに示すように電極3と電極5との間に配置される被加熱物7の供給路のみを有した容器である。容器6Aは、電極3と電極5とによって上記供給路が挟み込まれて電極側に固定される。容器6Aを構成する材料には、ガラスを用いてもよいし、複数の材料を用いてもよい。 The dielectric heating device 1A is a device that vaporizes the object to be heated 7 by dielectric heating, and includes a signal source 2, an electrode 3, an electrode 4, an electrode 5, and a container 6A as shown in FIG. 6A. Unlike the container 6 shown in the first embodiment, the container 6A supplies the object to be heated 7 only between the electrodes 3 and 5. For example, the container 6A is a container having only a supply path of the object to be heated 7 arranged between the electrodes 3 and 5 as shown in FIG. 6A. The container 6A is fixed to the electrode side with the supply path sandwiched between the electrode 3 and the electrode 5. As the material constituting the container 6A, glass may be used, or a plurality of materials may be used.

誘電加熱装置1Aにおいて、電極3および電極5は被加熱物7の加熱に利用されるが、電極4および電極5は被加熱物7の加熱に利用されない。これにより、電極5に高周波信号を印加して得られる電力に対する被加熱物7の体積が減るため、被加熱物7の昇温速度を上げることができる。なお、電極4は、被加熱物7の加熱に利用されないが、コンデンサの接地電極として使用される。すなわち、電極5に高周波信号が印加されると、電極5の電極3とは反対側の面から、接地された電極4に向かう電気力線が発生するので、電界の漏洩が低減される。 In the dielectric heating device 1A, the electrode 3 and the electrode 5 are used for heating the object to be heated 7, but the electrode 4 and the electrode 5 are not used for heating the object to be heated 7. As a result, the volume of the object to be heated 7 with respect to the electric power obtained by applying the high frequency signal to the electrode 5 is reduced, so that the rate of temperature rise of the object to be heated 7 can be increased. Although the electrode 4 is not used for heating the object to be heated 7, it is used as a ground electrode of a capacitor. That is, when a high-frequency signal is applied to the electrode 5, electric lines of electric force are generated from the surface of the electrode 5 opposite to the electrode 3 toward the grounded electrode 4, so that leakage of the electric field is reduced.

また、被加熱物7の加熱に利用されない電極4と電極5との間には介在物9を配置してもよい。介在物9は、被加熱物7よりも誘電損失が小さい材料で構成された部材であり、例えば、ガラスを用いてもよい。介在物9は、図6Aに示すように、電極4と電極5との間に嵌合することが可能な直方体の部材であってもよい。 Further, an inclusion 9 may be arranged between the electrode 4 and the electrode 5 which are not used for heating the object 7 to be heated. The inclusions 9 are members made of a material having a smaller dielectric loss than the object to be heated 7, and for example, glass may be used. As shown in FIG. 6A, the inclusions 9 may be a rectangular parallelepiped member that can be fitted between the electrodes 4 and 5.

なお、誘電加熱装置1Aは、電極4および電極5を被加熱物7の加熱に利用し、電極3および電極5は被加熱物7の加熱に利用しない構成であってもよい。この構成において、容器6Aは、電極4と電極5との間に配置される被加熱物7の供給路のみを有した容器である。また、電極3と電極5との間に介在物9を配置してもよい。
このように構成しても、電極5に高周波信号を印加して得られる電力に対する被加熱物7の体積が減るため、被加熱物7の昇温速度を上げることができる。
The dielectric heating device 1A may have a configuration in which the electrodes 4 and 5 are used for heating the object to be heated 7, and the electrodes 3 and 5 are not used for heating the object to be heated 7. In this configuration, the container 6A is a container having only a supply path for the object to be heated 7 arranged between the electrode 4 and the electrode 5. Further, the inclusions 9 may be arranged between the electrodes 3 and 5.
Even with this configuration, the volume of the object to be heated 7 with respect to the electric power obtained by applying the high frequency signal to the electrode 5 is reduced, so that the rate of temperature rise of the object to be heated 7 can be increased.

誘電加熱装置1Aにおいて、電極3、電極4および電極5を、図3、図4および図5のいずれかに示した電極に置き換えてもよい。このように構成することにより、図3を用いて説明した効果、図4を用いて説明した効果および図5を用いて説明した効果を得ることができる。 In the dielectric heating device 1A, the electrode 3, the electrode 4 and the electrode 5 may be replaced with the electrodes shown in any of FIGS. 3, 4 and 5. With such a configuration, the effect described with reference to FIG. 3, the effect described with reference to FIG. 4 and the effect described with reference to FIG. 5 can be obtained.

以上のように、実施の形態2に係る誘電加熱装置1Aにおいて、容器6Aは、電極3と電極5との間および電極4と電極5との間のうちのいずれか一方に被加熱物7を供給しない。容器6Aから被加熱物7が供給されない電極間には、被加熱物7よりも誘電損失が小さい介在物9が配置される。電極5に高周波信号を印加して得られる電力に対する被加熱物7の体積が減るため、被加熱物7の昇温速度を上げることができる。 As described above, in the dielectric heating device 1A according to the second embodiment, the container 6A has the object to be heated 7 placed between the electrode 3 and the electrode 5 and between the electrode 4 and the electrode 5. Do not supply. An inclusion 9 having a smaller dielectric loss than the object 7 to be heated is arranged between the electrodes to which the object 7 to be heated is not supplied from the container 6A. Since the volume of the object to be heated 7 is reduced with respect to the electric power obtained by applying the high frequency signal to the electrode 5, the rate of temperature rise of the object 7 to be heated can be increased.

実施の形態3.
図7は、実施の形態3に係る誘電加熱装置1Bの構成を示す上面図である。図7に示す誘電加熱装置1Bは、脱脂綿10を備える。脱脂綿10は、被加熱物7が含浸された含浸部材である。被加熱物7が含浸された脱脂綿10は、図7に示すように、容器6の内部に配置される。すなわち、容器6は、脱脂綿10を介して被加熱物7を保持する。
Embodiment 3.
FIG. 7 is a top view showing the configuration of the dielectric heating device 1B according to the third embodiment. The dielectric heating device 1B shown in FIG. 7 includes absorbent cotton 10. The absorbent cotton 10 is an impregnated member impregnated with the object to be heated 7. As shown in FIG. 7, the absorbent cotton 10 impregnated with the object to be heated 7 is arranged inside the container 6. That is, the container 6 holds the object to be heated 7 via the absorbent cotton 10.

電極5に高周波信号が印加されると、電極3と電極5との間にある領域C1と、電極4と電極5との間にある領域C2とに高周波の電界が発生する。領域C1および領域C2には、被加熱物7が含浸された脱脂綿10が配置されており、被加熱物7は、脱脂綿10を介して加熱される。 When a high-frequency signal is applied to the electrode 5, a high-frequency electric field is generated in the region C1 between the electrodes 3 and 5 and the region C2 between the electrodes 4 and 5. Cotton wool 10 impregnated with the object to be heated 7 is arranged in the regions C1 and C2, and the cotton wool 7 to be heated is heated via the cotton wool 10.

加熱された被加熱物7が気化すると、領域C1および領域C2以外の部分に配置された脱脂綿10に含浸された被加熱物7が、領域C1および領域C2に配置された脱脂綿10に伝わって、気化した分が補充される。容器6に保持された被加熱物7は、脱脂綿10に全て含浸されるので、誘電加熱装置1Bは、被加熱物7を余すことなく気化させることができる。 When the heated object 7 is vaporized, the object 7 impregnated in the absorbent cotton 10 arranged in the regions other than the regions C1 and C2 is transmitted to the absorbent cotton 10 arranged in the regions C1 and C2. The vaporized amount is replenished. Since the object to be heated 7 held in the container 6 is completely impregnated with the absorbent cotton 10, the dielectric heating device 1B can vaporize the object to be heated 7 without leaving any residue.

これまで被加熱物7を含浸させる含浸部材が脱脂綿10である場合を示したが、被加熱物7を含浸させることができれば、脱脂綿以外の含浸部材を用いてもよい。
また、誘電加熱装置1Bにおいて、電極3、電極4および電極5を、図3、図4および図5のいずれかに示した電極に置き換えてもよい。このように構成することにより、図3を用いて説明した効果、図4を用いて説明した効果および図5を用いて説明した効果を得ることができる。
Up to now, the case where the impregnating member impregnating the object to be heated 7 is cotton wool 10 has been shown, but if the object to be heated 7 can be impregnated, an impregnating member other than cotton wool may be used.
Further, in the dielectric heating device 1B, the electrode 3, the electrode 4 and the electrode 5 may be replaced with the electrodes shown in any of FIGS. 3, 4 and 5. With such a configuration, the effect described with reference to FIG. 3, the effect described with reference to FIG. 4 and the effect described with reference to FIG. 5 can be obtained.

以上のように、実施の形態3に係る誘電加熱装置1Bは、被加熱物7が含浸された脱脂綿10を備える。容器6は、被加熱物7が含浸された脱脂綿10を保持する。このように構成することで、被加熱物7を余すことなく気化させることができる。 As described above, the dielectric heating device 1B according to the third embodiment includes cotton wool 10 impregnated with the object to be heated 7. The container 6 holds the absorbent cotton 10 impregnated with the object to be heated 7. With this configuration, the object to be heated 7 can be completely vaporized.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、実施の形態のそれぞれの自由な組み合わせまたは実施の形態のそれぞれの任意の構成要素の変形もしくは実施の形態のそれぞれにおいて任意の構成要素の省略が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and within the scope of the present invention, any combination of the embodiments or any component of the embodiment may be modified or the embodiment. Any component can be omitted in each of the above.

本発明に係る誘電加熱装置は、電界の漏洩を低減することができるので、エアロゾルを生成する各種機器に利用可能である。 Since the dielectric heating device according to the present invention can reduce electric field leakage, it can be used in various devices that generate aerosols.

1,1A,1B 誘電加熱装置、2,100 信号源、3,3A,3B,4,4A,4B,5,5A,101,102,103 電極、6,6A 容器、7 被加熱物、8 凸部、9 介在物、10 脱脂綿。 1,1A, 1B dielectric heating device, 2,100 signal source, 3,3A, 3B, 4,4A, 4B, 5,5A, 101,102,103 electrodes, 6,6A container, 7 heated object, 8 convex Part, 9 inclusions, 10 cotton wool.

本発明に係る誘電加熱装置は、高周波信号を生成する信号源と、接地された第1の電極と、第1の電極と対向して配置されて、接地された第2の電極と、第1の電極と第2の電極とが対向する空間内に収まるように配置されて、信号源に接続された第3の電極と、被加熱物を保持して、第1の電極または第2の電極のうちの少なくとも一方と第3の電極との間に被加熱物を供給する容器とを備え、第1の電極と第2の電極との対向面積は、第3の電極との対向面積よりも大きく、第1の電極と第3の電極および第2の電極と第3の電極は、コンデンサとして機能し、信号源から高周波信号が第3の電極に印加されて電極間に発生した電界によって当該被加熱物を加熱し、容器は、第1の電極と第3の電極との間および第2の電極と第3の電極との間のうちのいずれか一方に被加熱物を供給せず、容器から被加熱物が供給されない電極間には、被加熱物よりも誘電損失が小さい介在物が配置されていることを特徴とする。 The dielectric heating device according to the present invention includes a signal source that generates a high-frequency signal, a grounded first electrode, a second electrode that is arranged to face the first electrode and is grounded, and a first electrode. The first electrode or the second electrode holds the third electrode connected to the signal source and the object to be heated so that the electrode and the second electrode are arranged so as to fit in the opposite space. A container for supplying an object to be heated is provided between at least one of the electrodes and the third electrode, and the facing area between the first electrode and the second electrode is larger than the facing area with the third electrode. Largely, the first electrode and the third electrode and the second electrode and the third electrode function as capacitors, and the high frequency signal from the signal source is applied to the third electrode and the electric field generated between the electrodes causes the electrode. The object to be heated is heated, and the container does not supply the object to be heated to either one of the space between the first electrode and the third electrode and the space between the second electrode and the third electrode. It is characterized in that inclusions having a smaller dielectric loss than the object to be heated are arranged between the electrodes to which the object to be heated is not supplied from the container .

Claims (10)

高周波信号を生成する信号源と、
接地された第1の電極と、
前記第1の電極と対向して配置されて、接地された第2の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極とが対向する空間内に収まるように配置されて、前記信号源に接続された第3の電極と、
被加熱物を保持して、前記第1の電極または前記第2の電極のうちの少なくとも一方と前記第3の電極との間に前記被加熱物を供給する容器と、
を備え、
前記第1の電極と前記第2の電極との対向面積は、前記第3の電極との対向面積よりも大きく、
前記第1の電極と前記第3の電極および前記第2の電極と前記第3の電極は、コンデンサとして機能し、前記信号源から高周波信号が前記第3の電極に印加されて電極間に発生した電界によって前記被加熱物を加熱すること
を特徴とする誘電加熱装置。
A signal source that produces high-frequency signals and
With the grounded first electrode,
A second electrode, which is arranged to face the first electrode and is grounded,
A third electrode, which is arranged so that the first electrode and the second electrode are opposed to each other and connected to the signal source,
A container that holds the object to be heated and supplies the object to be heated between at least one of the first electrode or the second electrode and the third electrode.
With
The facing area between the first electrode and the second electrode is larger than the facing area with the third electrode.
The first electrode, the third electrode, the second electrode, and the third electrode function as capacitors, and a high-frequency signal is applied to the third electrode from the signal source to be generated between the electrodes. A dielectric heating device characterized in that the object to be heated is heated by a generated electric field.
前記第1の電極と前記第2の電極との対向面積は、前記第3の電極との対向面積よりも3倍以上大きいこと
を特徴とする請求項1記載の誘電加熱装置。
The dielectric heating device according to claim 1, wherein the facing area between the first electrode and the second electrode is three times or more larger than the facing area with the third electrode.
前記第3の電極は、高周波信号の波長の10分の1以下の長さであること
を特徴とする請求項1または請求項2記載の誘電加熱装置。
The dielectric heating device according to claim 1 or 2, wherein the third electrode has a length of 1/10 or less of the wavelength of a high-frequency signal.
前記第3の電極は、円柱状の電極であること
を特徴とする請求項1記載の誘電加熱装置。
The dielectric heating device according to claim 1, wherein the third electrode is a columnar electrode.
前記第1の電極および前記第2の電極は、前記第3の電極の側に曲がった端部を有すること
を特徴とする請求項1記載の誘電加熱装置。
The dielectric heating device according to claim 1, wherein the first electrode and the second electrode have a bent end portion on the side of the third electrode.
前記第1の電極および前記第2の電極は、前記第3の電極と対向する面に凸部を有すること
を特徴とする請求項1記載の誘電加熱装置。
The dielectric heating device according to claim 1, wherein the first electrode and the second electrode have a convex portion on a surface facing the third electrode.
前記容器は、前記第1の電極と前記第3の電極との間に配置されて前記被加熱物を供給する供給路と、前記第2の電極と前記第3の電極との間に配置されて前記被加熱物を供給する供給路とのいずれかまたは両方を有すること
を特徴とする請求項1記載の誘電加熱装置。
The container is arranged between the first electrode and the third electrode and is arranged between a supply path for supplying the object to be heated and between the second electrode and the third electrode. The dielectric heating device according to claim 1, further comprising one or both of the supply paths for supplying the object to be heated.
前記容器は、気化した前記被加熱物を取り出す開放口を有すること
を特徴とする請求項1記載の誘電加熱装置。
The dielectric heating device according to claim 1, wherein the container has an opening for taking out the vaporized object to be heated.
前記容器は、前記第1の電極と前記第3の電極との間および前記第2の電極と前記第3の電極との間のうちのいずれか一方に前記被加熱物を供給せず、
前記容器から前記被加熱物が供給されない電極間には、前記被加熱物よりも誘電損失が小さい介在物が配置されていること
を特徴とする請求項1記載の誘電加熱装置。
The container does not supply the object to be heated to any one of the space between the first electrode and the third electrode and the space between the second electrode and the third electrode.
The dielectric heating device according to claim 1, wherein inclusions having a smaller dielectric loss than the object to be heated are arranged between the electrodes to which the object to be heated is not supplied from the container.
前記被加熱物が含浸された含浸部材を備え、
前記容器は、前記被加熱物が含浸された前記含浸部材を保持すること
を特徴とする請求項1記載の誘電加熱装置。
The impregnated member impregnated with the object to be heated is provided.
The dielectric heating device according to claim 1, wherein the container holds the impregnated member impregnated with the object to be heated.
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