(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波発振器と、
マイクロ波発振器に連結用導波管を介して接続された加熱用導波管を有するマイクロ波加熱炉とを備え、
マイクロ波加熱炉の加熱用導波管は直線部と折曲部とからなり、
折曲部の折曲角度は１８０°を超えていることを特徴とするマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
加熱用導波管の折曲部は円弧状に形成され、折曲部の半径は管内波長の０．２５〜０．５倍であ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。
【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、とりわけ被加熱物にマイクロ波を照射する導波管形マイクロ波加熱炉の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より紙やシート等の比較的薄い被加熱物を効率よく加熱するため、マイクロ波発振器と、導波管形マイクロ波加熱炉とを備えたマイクロ波加熱装置が知られている。このマイクロ波加熱装置においては、マイクロ波発振器により発振されたマイクロ波が、連結用導波管を介して導波管形マイクロ波加熱炉に供給されるようになっている。
【０００３】
図５は従来の導波管形マイクロ波加熱炉の内部構成を示す平面図である。図５に示すように、この従来の導波管形マイクロ波加熱炉２６は、ケース２６ａと、ケース２６ａ内に配置され連結用導波管２８と同様にマイクロ波を通過できるだけの矩形状の断面を持つ加熱用導波管２７とを有している。加熱用導波管２７は、複数の直線部２７ａと、この直線部２７ａ間を連結する円弧状のＵターン部（折曲部）２７ｂとからなり、これらの直線部２７ａとＵターン部２７ｂは、連結用導波管２８から終端のダミーロード１２で終わるまでの経路中に交互に繰り返し形成されている。なお、加熱用導波管２７のＵターン部２７ｂの回転角度αは１８０°となっている。
【０００４】
図５に示す導波管形マイクロ波加熱炉２６において、例えばシート状の被加熱物を乾燥処理する場合には、ケース２６ａおよび加熱用導波管２７の直線部２７ａの側部に設けられたスロット１５（図３参照）を通してシート状の被加熱物１３を通過させ、加熱用導波管２７の複数の直線部２７ａを順次通過していく過程で被加熱物１３にマイクロ波エネルギーを吸収させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５から明らかなように、従来のマイクロ波加熱装置では、加熱用導波管２７の直線部２７ａの本数が多くなれば、導波管形マイクロ波加熱炉２６における被加熱物１３の走行方向の長さＬが必然的に長くなり、被加熱物１３を通過させることが非常に困難な作業となるという問題がある。
【０００６】
なお、被加熱物１３を通過させやすくするために導波管形マイクロ波加熱炉２６を２つに分割することも可能であるが、このような方法では、マイクロ波の漏洩が多くなり、これに対して漏洩対策を施せば導波管形マイクロ波加熱炉が高価になるという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、導波管形マイクロ波加熱炉における被加熱物の走行方向の長さをできるだけ短く保ちつつ、被加熱物が通過する加熱用導波管の直線部の本数を多く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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マイクロ波発振器と、マイクロ波発振器に連結用導波管を介して接続された加熱用導波管を有するマイクロ波加熱炉とを備え、マイクロ波加熱炉の加熱用導波管は直線部と折曲部とからなり、折曲部の折曲角度は１８０°を超えていることを特徴とするマイクロ波加熱装置である。
【０００９】
本発明によれば、折曲部の折曲角度は１８０°を超えているので、隣り合う直線部を互いに接近させることができ、このためマイクロ波加熱炉の直線部に直交する方向の長さを短くすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１ないし図４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。まず図２によりマイクロ波加熱装置の全体について説明する。図２に示すように、本発明による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器１と、シート状の被加熱物である印刷紙１３を加熱する導波管形マイクロ波加熱炉６とを備え、マイクロ波発振器１と導波管形マイクロ波加熱炉６とは、アイソレータ２、パワーモニタ３、整合器４およびテーパ導波管（連結用導波管）５を介して接続されている。ここで、アイソレータ２は導波管形マイクロ波加熱炉６からの反射エネルギーを吸収してマイクロ波発振器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。またパワーモニタ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。整合器４は、マイクロ波発振器１と導波管形マイクロ波加熱炉６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。
【００１２】
なお、導波管形マイクロ波加熱炉６は加熱炉収容筐体１０に収容されており、この加熱炉収容筐体１０には温風ダクト１１を介して温風発生器８が接続されている。温風発生器８は、導波管形マイクロ波加熱炉６を予熱しておくことで被加熱物である印刷紙１３から蒸発する水分の結露を防止するものである。また、マイクロ波発振器１、アイソレータ２、パワーモニタ３および温風発生器８等のマイクロ波応用機器は機器収容筐体９に収容されている。
【００１３】
次に図１により導波管形マイクロ波加熱炉６の内部構成を説明する。図１に示すように、導波管形マイクロ波加熱炉６はケース６ａと、ケース６ａ内に配置されテーパ導波管５と同様にマイクロ波を通過できるだけの矩形状の断面を持つ加熱用導波管７を有している。このうち加熱用導波管７は、複数の直線部７ａと、直線部７ａ間を連結する円弧状のＵターン部（折曲部）７ｂとからなり、これらの直線部７ａとＵターン部７ｂは、テーパ導波管５から終端のダミーロード１２で終わるまでの経路中に交互に繰り返し形成されている。なお、図１においては、加熱用導波管７の経路中に５本のＵターン部７ｂが形成されており、これにより導波管形マイクロ波加熱炉６内での印刷紙１３の通過方向を遮るように６本の直線部７ａが形成されている。
【００１４】
また、図１に示すように、加熱用導波管７のＵターン部７ｂの回転角度（折曲角度）βは１８０°より大きくなっており、このため加熱用導波管７は、図１に示すようにその複数の直線部７ａが互い違いに傾いて配置されるとともに、互いに接近している。
【００１５】
図３は図２に示す導波管形マイクロ波加熱炉６の側面図である。図３に示すように、ケース６ａおよび加熱用導波管７の直線部７ａの中央部側面にスロット１５が設けられており、このスロット１５を通してシート状の被加熱物である印刷紙１３が通過するようになっている。
【００１６】
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。
【００１７】
図２に示すように、まず導波管形マイクロ波加熱炉６に設けられたスロット１５（図３参照）を通過するようにシート状の被加熱物である印刷紙１３をセットし、導波管形マイクロ波加熱炉６内において印刷紙１３を所定の速度で走行させる。なお、印刷紙１３は、図１に示す加熱用導波管７の複数の直線部７ａにほぼ直交する形で走行し、それぞれの直線部７ａを順次通過していく。一方、この状態で、マイクロ波発振器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およびテーパ導波管５を介して導波管形マイクロ波加熱炉６内に設けられた加熱用導波管７に供給する。これにより、走行中の印刷紙１３は、通過した加熱用導波管７の直線部７ａ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。なお、印刷紙１３に吸収されないで余ったマイクロ波エネルギーはダミーロード１２で吸収される。
【００１８】
本実施の形態においては、加熱用導波管７が複数の直線部７ａと、この直線部７ａ間を連結するとともに回転角度βが１８０°より大きい円弧状のＵターン部７ｂとを有しているので、隣り合う直線部７ａを互いに接近させることができる。このため、印刷紙１３の走行方向（直線部７ａに略直交する方向）の導波管形マイクロ波加熱炉６の長さＬをできるだけ短く保ちつつ、印刷紙１３の通過する直線部７ａの本数を多くすることができる。これにより、従来の導波管形マイクロ波加熱炉と比べて、印刷紙１３が通過する長さあたりのマイクロ波エネルギーの吸収効率を格段に向上させることができる。
【００１９】
なお、図１においては、加熱用導波管７の経路中に５本のＵターン部７ｂが形成され、これにより直線部７ａが３往復分（すなわち６本）形成されているが、直線部７ａの本数はこれに限られるものではなく、数本、数十本でも構わない。直線部７ａの本数は、被加熱物におけるマイクロ波エネルギーの吸収度合いを考慮して決定されるものであり、通常、数本〜十数本である。なお、乾燥処理する被加熱物が上述したような印刷紙等でありマイクロ波エネルギーの吸収効率のさらなる向上が望まれる場合には、できるだけ直線部７ａの本数を多くするとよい。
【００２０】
【実施例】
次に図１に示す導波管形マイクロ波加熱炉６の具体的実施例について述べる。導波管形マイクロ波加熱炉６を構成する加熱用導波管７のＵターン部７ｂについては、いくつかの実験を行った結果、その回転半径ｒを管内波長λｇの０．２５〜０．５倍としたときに良い結果が得られることがわかった。なお、Ｕターン部７ｂの回転半径ｒは、管内波長λｇの０．５倍以上であっても特段問題はないが、導波管形マイクロ波加熱炉６における印刷紙１３の走行方向の長さＬが必要以上に大きくなり好ましくない。
【００２１】
なお、加熱用導波管７が、図４に示すような断面が矩形状の導波管であれば、その管内波長λｇは次式（１）により表される。
【００２２】
【数１】
0003625589.tif 000002
上式（１）において、「λ」はマイクロ波の自由空間波長であり、「Ａ」は加熱用導波管の幅広面の寸法である（図４参照）。上式（１）に従えば、例えばＡ＝９６ｍｍのときに管内波長λｇは約１５８ｍｍとなり、Ａ＝１０９．２ｍｍのときに管内波長λｇは約１４８ｍｍとなる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、導波管形マイクロ波加熱炉における被加熱物の走行方向の長さをできるだけ短く保ちつつ、被加熱物が通過する直線部の本数を多くすることができる。このため、導波管形マイクロ波加熱炉における被加熱物の通過作業等を複雑にすることなく、マイクロ波エネルギーの吸収効率を向上させることができる。
【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を構成する導波管形マイクロ波加熱炉の内部構成を示す平面図である。
【図２】本発明によるマイクロ波加熱装置の全体構成を示す図である。
【図３】図２に示す導波管形マイクロ波加熱炉の側面図である。
【図４】断面が矩形状の導波管の基本寸法を示す図である。
【図５】従来の導波管形マイクロ波加熱炉の内部構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１  マイクロ波発振器
５  テーパ導波管（連結用導波管）
６  導波管形マイクロ波加熱炉
７  加熱用導波管
７ａ  直線部
７ｂ  Ｕターン部（折曲部）
【図１】
0003625589.tif 000003
【図２】
0003625589.tif 000004
【図３】
0003625589.tif 000005
【図４】
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【図５】
0003625589.tif 000007