(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を発生するマイクロ波発振機と、
前記マイクロ波発振機に接続導波管を介して接続されたマイクロ波加熱炉とを備え、
前記マイクロ波加熱炉は管状部と、この管状部の両端に設けられた一対の蓋部とを有する円形導波管からなり、
前記円形導波管の前記各蓋部の中央部分近傍には糸状の被加熱物を通すとともに前記円形導波管内における前記糸状の被加熱物の位置決めを行う複数の孔が設けられ、前記各孔は前記各蓋部の中央部分近傍の所定径の円周上に所定ピッチで配置されていることを特徴とするマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
前記円形導波管の前記管状部および前記各蓋部は管軸方向の所定断面に沿って少なくとも２つの部分に分割可能となっていることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
マイクロ波を発生するマイクロ波発振機と、
前記マイクロ波発振機に接続導波管を介して接続されたマイクロ波加熱炉とを備え、
前記マイクロ波加熱炉は管状部と、この管状部の両端に設けられた一対の蓋部とを有する円形導波管からなり、
前記円形導波管の前記各蓋部はその中央部分近傍に前記各蓋部を貫通する開口部を有し、この各開口部には糸状の被加熱物を通すとともに前記円形導波管内における前記糸状の被加熱物の位置決めを行う複数の孔が設けられたアダプタが取り付けられ、前記各孔は前記各アダプタの所定径の円周上に所定ピッチで配置されていることを特徴とするマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
前記円形導波管の前記管状部および前記各蓋部は管軸方向の所定断面に沿って少なくとも２つの部分に分割可能となっていることを特徴とする請求項２記載のマイクロ波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロ波加熱装置に係り、とりわけ糸状の被加熱物を加熱するマイクロ波加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、糸状の被加熱物を加熱するための装置としてマイクロ波加熱装置が用いられている。図６（ａ）（ｂ）に従来のマイクロ波加熱装置の一例を示す。ここで、図６（ａ）は従来のマイクロ波加熱装置を示す全体概略図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すマイクロ波加熱装置のＡ−Ａ線についての断面図である。
【０００３】
図６（ａ）に示すように、マイクロ波加熱装置は、マイクロ波を発生するマイクロ波発振機１と、糸状の被加熱物７にマイクロ波を照射する定在波導波管形マイクロ波加熱炉６とを備え、マイクロ波発振機１と定在波導波管形マイクロ波加熱炉６との間にはアイソレータ２、パワーモニタ３、整合器４および接続導波管５が設けられている。なお、パワーモニタ３にはモニタされた値を表示するための指示計３ａが接続され、また定在波導波管形マイクロ波加熱炉６には糸状の被加熱物７を通すためのシールド筒６ａ，６ａが設けられている。
【０００４】
また、定在波導波管形マイクロ波加熱炉６のうちシールド筒６ａ，６ａが設けられた部分の電界分布は図６（ｂ）に示すようになっており、糸状の被加熱物７はこのような電界Ｅの最大強度の部分を通過するようになっている。
【０００５】
ここで、このようなマイクロ波加熱装置により糸状の被加熱物７を加熱および乾燥させる場合には、定在波導波管形マイクロ波加熱炉６内に糸状の被加熱物７をセットし、定在波導波管形マイクロ波加熱炉６内にて糸状の被加熱物７をシールド筒６ａ，６ａの延在方向に沿って所定速度で走行させる。一方、この状態で、マイクロ波発振機１に電源を印加してマイクロ波を発生させ、このマイクロ波をアイソレータ２、パワーモニタ３、整合器４および接続導波管５を介して定在波導波管形マイクロ波加熱炉６に供給する。これにより、走行中の糸状の被加熱物７は、定在波導波管形マイクロ波加熱炉６からマイクロ波エネルギーを吸収し、発熱によって所定の乾燥がなされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のマイクロ波加熱装置においては、図６（ａ）（ｂ）に示すように、定在波導波管形マイクロ波加熱炉６内に形成された定在波（電界Ｅ）の最大強度の部分に糸状の被加熱物７を通して走行させることにより、この走行中の糸状の被加熱物７を加熱および乾燥させている。
【０００７】
しかしながら、従来のマイクロ波加熱装置では、図６（ｂ）に示すように、定在波導波管形マイクロ波加熱炉６の構造上、糸状の被加熱物７の走行経路に形成される定在波（電界Ｅ）の範囲が限られるので、糸状の被加熱物７がマイクロ波エネルギーを十分に吸収することができないという問題がある。
【０００８】
また、従来のマイクロ波加熱装置では、定在波導波管形マイクロ波加熱炉６内にて複数の糸状の被加熱物７を一度に走行させて加熱および乾燥させるような場合に、定在波導波管形マイクロ波加熱炉６内にて複数の糸状の被加熱物７同士が互いに干渉しやすいので、複数の糸状の被加熱物７を一度に加熱および乾燥させることが難しいという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、糸状の被加熱物を効率良く加熱することができるマイクロ波加熱装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マイクロ波を発生するマイクロ波発振機と、前記マイクロ波発振機に接続導波管を介して接続されたマイクロ波加熱炉とを備え、前記マイクロ波加熱炉は管状部と、この管状部の両端に設けられた一対の蓋部とを有する円形導波管からなり、前記円形導波管の前記各蓋部の中央部分近傍には糸状の被加熱物を通すとともに前記円形導波管内における前記糸状の被加熱物の位置決めを行う複数の孔が設けられ、前記各孔は前記各蓋部の中央部分近傍の所定径の円周上に所定ピッチで配置されていることを特徴とするマイクロ波加熱装置を提供する。
【００１１】
また本発明は、マイクロ波を発生するマイクロ波発振機と、前記マイクロ波発振機に接続導波管を介して接続されたマイクロ波加熱炉とを備え、前記マイクロ波加熱炉は管状部と、この管状部の両端に設けられた一対の蓋部とを有する円形導波管からなり、前記円形導波管の前記各蓋部はその中央部分近傍に前記各蓋部を貫通する開口部を有し、この各開口部には糸状の被加熱物を通すとともに前記円形導波管内における前記糸状の被加熱物の位置決めを行う複数の孔が設けられたアダプタが取り付けられ、前記各孔は前記各アダプタの所定径の円周上に所定ピッチで配置されていることを特徴とするマイクロ波加熱装置を提供する。
【００１２】
本発明によれば、円形導波管の一対の蓋部またはアダプタに設けられた孔を通して糸状の被加熱物を円形導波管内にて管軸方向に沿って走行させるので、糸状の被加熱物が通過するマイクロ波の範囲を従来の定在波導波管形マイクロ波加熱炉に比べて大きくとることができ、このため糸状の被加熱物にマイクロ波エネルギーを十分に吸収させることができる。また、円形導波管の一対の蓋部またはアダプタに設けられた孔に糸状の被加熱物を通すので、円形導波管内における糸状の被加熱物の位置決めを容易に行うことができ、このため糸状の被加熱物の加熱作業を効率良く行うことができる。さらに、複数の糸状の被加熱物のそれぞれに対応して各蓋部または各アダプタに、当該各蓋部または各アダプタの中央部分近傍の所定径の円周上に所定ピッチで配置された複数の孔を設けるようにすれば、複数の糸状の被加熱物同士の干渉を効果的に防止することができるので、複数の糸状の被加熱物を一度に加熱および乾燥させることも可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図３は本発明によるマイクロ波加熱装置の一実施の形態を示す図である。
【００１４】
まず、図１により、マイクロ波加熱装置の全体について説明する。図１に示すように、マイクロ波加熱装置は、マイクロ波を発生するマイクロ波発振機１と、糸状の被加熱物７にマイクロ波を照射する円形導波管形マイクロ波加熱炉８とを備え、マイクロ波発振機１と円形導波管形マイクロ波加熱炉８との間にはアイソレータ２、パワーモニタ３、整合器４および接続導波管５が設けられている。
【００１５】
ここで、アイソレータ２は円形導波管形マイクロ波加熱炉８からの反射エネルギーを吸収してマイクロ波発振機１を保護するためのものであり、パワーモニタ３は入射エネルギーおよび反射エネルギーをモニタするためのものである。なおパワーモニタ３には、モニタされた値を表示するための指示計３ａが接続されている。また、整合器４はマイクロ波発振機１と円形導波管形マイクロ波加熱炉８とのマッチングを図りマイクロ波エネルギーを有効利用するためのものである。
【００１６】
次に、図１および図２により、円形導波管形マイクロ波加熱炉８の詳細について説明する。ここで、図２は図１に示す円形導波管形マイクロ波加熱炉８の右側面図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、円形導波管形マイクロ波加熱炉８は、管状部９と、この管状部９の両端に設けられた一対の蓋部１０，１０とを有している。また図２に示すように、各蓋部１０の中央部分近傍には糸状の被加熱物７を通すとともに円形導波管形マイクロ波加熱炉８内における糸状の被加熱物７の位置決めを行う複数の孔１０ａ，…，１０ａが設けられている。なお各孔１０ａは、各蓋部１０の中央部分近傍の所定径の円周上に所定ピッチで配置されている。
【００１８】
なお、円形導波管形マイクロ波加熱炉８内には、伝送モードがＴＭ01モードの場合に図３（ａ）（ｂ）に示すような電磁界が形成されており、各蓋部１０に設けられた複数の孔１０ａ，…，１０ａのそれぞれから通された複数の糸状の被加熱物７は、このような高い強度の電界Ｅが周期的に現れる管軸Ｔ近傍を通過するようになっている。
【００１９】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２０】
まず、円形導波管形マイクロ波加熱炉８の一対の蓋部１０，１０に設けられた複数の孔１０ａ，…，１０ａのそれぞれに糸状の被加熱物７を通して円形導波管形マイクロ波加熱炉８内に複数の糸状の被加熱物７をセットし、円形導波管形マイクロ波加熱炉８内にて複数の糸状の被加熱物７を管軸方向（Ｔ）に沿って所定速度で走行させる。一方、この状態で、マイクロ波発振機１に電源を印加してマイクロ波を発生させ、このマイクロ波をアイソレータ２、パワーモニタ３、整合器４および接続導波管５を介して円形導波管形マイクロ波加熱炉８に供給する。これにより、走行中の糸状の被加熱物７は、円形導波管形マイクロ波加熱炉８の管軸Ｔ近傍からマイクロ波エネルギーを吸収し、発熱によって所定の乾燥がなされる。
【００２１】
このように本実施の形態によれば、円形導波管形マイクロ波加熱炉８の一対の蓋部１０，１０に設けられた複数の孔１０ａ，…，１０ａを通して複数の糸状の被加熱物７を円形導波管形マイクロ波加熱炉８内にて管軸方向（Ｔ）に沿って走行させるので、糸状の被加熱物７が通過する電界Ｅの範囲を従来の定在波導波管形マイクロ波加熱炉に比べて大きくとることができ、このため糸状の被加熱物７にマイクロ波エネルギーを十分に吸収させることができる。
【００２２】
また本実施の形態によれば、円形導波管形マイクロ波加熱炉８の各蓋部１０，１０の中央部分近傍の所定径の円周上に所定ピッチで配置された複数の孔１０ａ，…，１０ａのそれぞれに糸状の被加熱物７を通すので、円形導波管形マイクロ波加熱炉８内における糸状の被加熱物７の位置決めを容易に行うことができるとともに、円形導波管形マイクロ波加熱炉８内における複数の糸状の被加熱物７同士の干渉を効果的に防止することができる。
【００２３】
次に、図４および図５により、本発明によるマイクロ波加熱装置の別の実施の形態について説明する。ここで、図４は図１および図２に示す円形導波管形マイクロ波加熱炉の変形例を示す図、図５は図４に示す円形導波管形マイクロ波加熱炉の蓋部の一部拡大断面図である。
【００２４】
図４および図５に示すように、円形導波管形マイクロ波加熱炉８は、管状部９と、この管状部９の両端に設けられた一対の蓋部１０，１０とを有している。なお図４および図５においては、円形導波管形マイクロ波加熱炉８の一方の端部のみが示されているが、他方の端部も同様の構造となっている。
【００２５】
ここで、管状部９および各蓋部１０は管軸方向（Ｔ）に沿って２つの部分に分割されている。すなわち、管状部９は第１管状部分９ｂと第２管状部分９ｃとに分割され、また各蓋部１０は第１蓋部分１０ｂと第２蓋部分１０ｃとに分割されている。なお、第１管状部分９ｂには接続導波管５および第１蓋部分１０ｂ，１０ｂが固定的に接続され、また第２管状部分９ｃには第２蓋部分１０ｃ，１０ｃが固定的に接続されている。なお、各蓋部１０の第１蓋部分１０ｂと第２蓋部分１０ｃとはヒンジ１３により揺動自在に接続されている。
【００２６】
また図４および図５に示すように、円形導波管形マイクロ波加熱炉８の各蓋部１０を構成する第１蓋部分１０ｂおよび第２蓋部分１０ｃにはそれぞれ半円状の開口部１１ｂ，１１ｃが設けられている。そして、第１蓋部分１０ｂおよび第２蓋部分１０ｃが接合されることにより形成された完全な円状の開口部１１には、糸状の被加熱物７を通すための複数の孔１２ａが設けられたアダプタ１２が図５に示すような状態で取り付けられる。なお、各孔１２ａはアダプタ１２の所定径の円周上に所定ピッチで配置されている。
【００２７】
このように本発明の別の実施の形態によれば、管状部９および各蓋部１０が管軸方向（Ｔ）の所定断面に沿って２つの部分に分割可能となっているので、図４に示すように円形導波管形マイクロ波加熱炉８が２つの部分に分割された状態で糸状の被加熱物７を容易にセットすることができる。なお、管状部９および各蓋部１０のこのような構成は、図１乃至図３に示す実施の形態においても同様に適用することができる。
【００２８】
また本発明の別の実施の形態によれば、各蓋部１０の中央部分近傍に開口部１１が設けられ、この各開口部１１には糸状の被加熱物７を通すとともに円形導波管形マイクロ波加熱炉８内における糸状の被加熱物７の位置決めを行う複数の孔１２ａ，…，１２ａが設けられたアダプタ１２が取り付けられるようになっているので、アダプタ１２を蓋部１０とは別のテフロン等の材料から作製することができ、このため孔１２ａと接触する糸状の被加熱物７の損傷を最小限に抑えることができる。
【００２９】
なお、上述した各実施の形態においては、糸状の被加熱物７を通すための複数の孔１０ａ，…，１０ａまたは１２ａ，…，１２ａを蓋部１０またはアダプタ１２の所定径の円周上に所定ピッチで配置しているが、複数の孔１０ａ，…，１０ａまたは１２ａ，…，１２ａの配置の仕方はこれに限定されるものではなく、円形導波管形マイクロ波加熱炉８内において複数の糸状の被加熱物７同士の干渉を防止できれば、これ以外の各種の配置の仕方を採用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、糸状の被加熱物が通過するマイクロ波の範囲を従来の定在波導波管形マイクロ波加熱炉に比べて大きくとることができるので、糸状の被加熱物にマイクロ波エネルギーを十分に吸収させることができる。また、円形導波管内における糸状の被加熱物の位置決めを容易に行うことができるので、糸状の被加熱物の加熱作業を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるマイクロ波加熱装置の一実施の形態を示す全体概略図。
【図２】図１に示すマイクロ波加熱装置の円形導波管形マイクロ波加熱炉の右側面図。
【図３】円形導波管形マイクロ波加熱炉内に形成される電磁界分布を示す図。
【図４】円形導波管形マイクロ波加熱炉の変形例を示す図。
【図５】図４に示す円形導波管形マイクロ波加熱炉の一部拡大断面図。
【図６】従来のマイクロ波加熱装置を示す図。
【符号の説明】
１  マイクロ波発振機
５  接続導波管
７  糸状の被加熱物
８  円形導波管形マイクロ波加熱炉
９  管状部
１０  蓋部
１０ａ，１２ａ  孔
１１  開口部
１２  アダプタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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