(57)【要約】【課題】マイクロ波乾燥装置において、乾燥処理対象物へのマイクロ波電力の進入面積を増大させて均等に加熱乾燥するとともに、反射されるマイクロ波電力を極小にして加熱効率の低下を抑えるマイクロ波乾燥装置を提供する。【解決手段】マイクロ波透過材からなる容器１３を金属製乾燥槽１内に設けて容器１３内に乾燥処理対象物１４を入れる構成とし、さらに乾燥槽１内に共振調整板１１を設け、乾燥槽１から反射するマイクロ波の反射電力を小さくするようにその位置をフィードバック調整し、さらに容器１３には、マイクロ波透過材からなる導波体１５を乾燥処理対象物１４の表面から内部へ挿入することにより乾燥処理対象物１４へのマイクロ波電力の進入面積を増大させ得る様にしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥処理対象物にマイクロ波を照射して乾燥させるためのマイクロ波乾燥装置において、
減圧状態の金属製乾燥槽内に、乾燥処理対象物を入れるマイクロ波透過材からなる容器が配置されるとともに、金属製乾燥槽から反射されるマイクロ波電力を減少させる位置に調整可能な共振調整板が配置されていることを特徴とするマイクロ波乾燥装置。
【請求項２】
前記容器内に、乾燥処理対象物内に挿入されるマイクロ波透過材からなる導波体が配置されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥処理対象物にマイクロ波を照射して乾燥させるためのマイクロ波乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水分を含む乾燥処理対象物、例えば、汚泥、生ごみ、家畜糞尿などにマイクロ波を照射して乾燥させるマイクロ波乾燥装置が知られている。例えば、特許文献１には、マイクロ波が導入されるマイクロ波オーブン内に下水汚泥を入れ、凝縮器を介して接続された真空ポンプによってマイクロ波オーブンの内部を減圧状態にしながらマイクロ波を照射し、真空ポンプによって吸引される気体中の悪臭蒸気を凝縮器によって液化除去しつつ下水汚泥を乾燥することが開示されている。
【特許文献１】特開平５−１７７２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、水分を多く含んだ大量の乾燥処理対象物を乾燥槽に入れてマイクロ波で乾燥しようとする場合、その上面のみからマイクロ波が侵入するので不均等加熱となって内部や下部では低温であるのに上部では過熱による焼け焦げが生じてしまう問題があった。
【０００４】
さらにこの場合、乾燥処理対象物の上面からマイクロ波が侵入して上部の加熱乾燥が進み、乾燥槽の上部空間の実効的大きさ形状が変化するため、反射されるマイクロ波電力が変動して加熱能率が低下する問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、マイクロ波乾燥装置において、乾燥処理対象物へのマイクロ波電力の侵入面積を増大させて均等に加熱乾燥することができるとともに、反射されるマイクロ波電力を小さくして加熱効率を向上させることができるマイクロ波乾燥装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の乾燥装置は、マイクロ波透過材からなる容器を金属製乾燥槽内に設けてこの容器内に乾燥処理対象物を入れることにより乾燥処理対象物へのマイクロ波電力の侵入面積を増大させ、さらに金属製乾燥槽内に共振調整板を設け、金属製乾燥槽から反射されるマイクロ波電力を小さくするように共振調整板の位置を調整して空洞共振状態あるいはそれに近い状態にすることによりマイクロ波電力が多く吸収されるようにする。
【０００７】
また、前記構成において、乾燥処理対象物を入れる容器にマイクロ波透過材からなる板状あるいは棒状などの導波体を乾燥処理対象物の表面から内部へ挿入させて配置することにより、乾燥処理対象物へのマイクロ波電力の侵入面積を増大させればさらに効率があがる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のマイクロ波乾燥装置は、乾燥処理対象物を入れる容器をマイクロ波透過材で形成することにより、乾燥処理対象物へのマイクロ波電力の侵入面積を増大させることが可能となる。その結果、乾燥処理対象物の上部表面のみならず側面及び底面からもマイクロ波が侵入できるため、マイクロ波電力の注入が容易となる。
【０００９】
また、金属製乾燥槽内には共振調整板を設けてその位置をマイクロ波の反射を極小にするようにフィードバック調整することにより、乾燥処理対象物の投入量や乾燥の進行に伴う実効量が変化しても反射するマイクロ波電力を常時小さくすることができるので、印加されるマイクロ波電力を効率よく吸収させることが可能となる。
【００１０】
さらに前記効果の相乗効果として均一加熱でしかも実効的空間の変化がゆっくりしたものとなり、共振調整板の制御も安定しかつ乾燥対象物に注入されるマイクロ波電力を常時最大にすることができる。このことにより乾燥装置の乾燥能力を常に最大に発揮させ稼動効率を上げることが可能となる。
【００１１】
さらに、乾燥処理対象物を入れる容器に、マイクロ波透過材からなる板状あるいは棒状などの導波体を乾燥処理対象物の表面から内部へ挿入させて配置することにより、乾燥処理対象物へのマイクロ波電力の侵入面積を増大させることが可能となり、乾燥処理対象物へのマイクロ波電力の注入が一層容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のマイクロ波乾燥装置の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は本発明の乾燥装置の一実施例を示す概念図である。
【００１４】
図１において、ステンレスなどの金属からなる金属製乾燥槽１にはマイクロ波発振器２が導波管３を介して接続されており、マイクロ波発振器２から発振されたマイクロ波電力が金属製乾燥槽１内に導入される。
【００１５】
さらに金属製乾燥槽１には排気管６が接続され、排気管６に接続された排気装置５により金属製乾燥槽１内の水蒸気を含む空気を吸引し、水溜容器４を通して水蒸気を除去して排出する。
【００１６】
水溜容器４の内部には凝結器７を設け、水冷却装置８と循環ポンプ９により凝結器７を冷却して水蒸気を凝結するようにしている。水溜容器４には凝結水を排出できる排水栓４ａを設けている。
【００１７】
金属製乾燥槽１の上部には開閉可能な蓋１０を備え、この蓋１０には金属製乾燥槽１内の上方に配置された共振調整板１１の上下方向位置を調整する調整装置１２が設けられている。調整装置１２は金属製乾燥槽１に取り付けられた反射波電力モニター１２ｂにより測定した反射波が小さくなるように通常のフィードバック制御によって共振調整板１１の位置を調整するように構成されている。金属製乾燥槽１内に導入されたマイクロ波電力は、共振調整板１１を上下動させることにより空洞共振状態あるいはこれに近い状態にしてマイクロ波の反射電力を小さくし、入力電力を効率よく吸収させることによって加熱効率を高くする。
【００１８】
図２は共振調整板のストローク（調整板の位置）とマイクロ波の反射電力の関係を示すグラフで、汚泥１．５ｋｇを真空度２０Ｔｏｒｒで加熱した結果である。１０分経過後から１分半にわたり次第に反射電力が０．５ｋＷまで増加したので、共振調整板を約１５ｍｍ下げたところ反射電力はほとんどゼロまで減少した。しかし、再び増加、減少を繰り返したので、２０分経過後に再び共振調整板を１０ｍｍ程度下げたところ反射電力は減少した。
【００１９】
また、本発明では、金属製乾燥槽１内にはマイクロ波透過性を有するプラスチックなどの非金属製の容器１３が配置され、汚泥などの乾燥処理対象物１４が入れられる。容器１３は底面からもマイクロ波が侵入するように金属製乾燥槽１の底面から間隔をおいて配置する。これにより、マイクロ波は金属製乾燥槽１と乾燥処理対象物１４との隙間を通って側面と底面からも乾燥処理対象物１４に侵入して加熱することができる。その結果、比較的均等な加熱が行えるので、効率が向上する。水の蒸発に関する基礎実験で効率が２倍以上になることを確認した。
【００２０】
図３は本発明のマイクロ波乾燥装置により汚泥を乾燥処理した結果を示すグラフである。汚泥１．５ｋｇ、出力電力２．５ｋｗ、気圧約２０Ｔｏｒｒで実施した結果、２５分で含水率７３％が４％まで減少させることができた。
【００２１】
さらに、容器１３内に入れた乾燥処理対象物１４には、乾燥処理対象物１４の表面から棒状又は板状の導波体１５を内部へ挿入させて配置させてもよい。導波体１５にマイクロ波を導くことにより乾燥処理対象物１４へのマイクロ波電力の侵入面積を増大させることが可能となり、一層均等な加熱が行えると共に効率よく乾燥することができる。
【００２２】
本発明では、共振調整板１１による反射電力の低減に加えて非金属製の容器１３と導波体１５を設けたことによって注入電力を最大にして常時マイクロ波発生器２の能力をフルに使うことができる。さらに、マイクロ波透過性を有する容器１３と導波体１５を設けたことによって調整装置１２による共振調整板１１の制御が安定になるという効果がある。
【００２３】
一般にマイクロ波加熱は電力を使用するため運転コストが嵩むので、ボイラー等による安価な熱源がある場合には、乾燥の終段において含水率を数％以下にするための仕上げ乾燥に本装置を利用すると有効である。
【００２４】
本実施例はバッチ処理方式であるが、連続処理方式にも容易に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の乾燥装置の一実施例を示す概念図である。
【図２】共振調整板のストローク（調整板の位置）と反射電力の関係を示すグラフである。
【図３】本発明のマイクロ波乾燥装置により汚泥を乾燥処理した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１：金属製乾燥槽
２：マイクロ波発振器
３：導波管
４：水溜容器
４a：排水栓
５：排気装置
６：排気管
７：凝結器ｍ
８：水冷却装置
９：循環ポンプ
１０：蓋
１１：共振調整板
１２：共振調整装置
１２a：入力波電力モニター
１２b：反射波電力モニター
１３：容器
１４：乾燥処理対象物
１５：導波体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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