(57)【要約】半導体の誘電物質に高周波電磁界を加える産業装置は、高周波電圧発生器(10)と高周波電磁界を加えるアプリケータ装置(1)からなる。アプリケータ装置(1)は、複数の電極(12、13、14、15)を備えている。それらは、発電機(10)に電気的に接続されている。発電機(10)は、優先方向に電気的および磁気的成分を備えた高周波電磁界を電極間に生成する。アプリケータ装置(1)は、さらに優先的な方向に並べた少なくとも一対の等電位の電極(12、14)、および物質輸送手段(32)を備えている。物質輸送手段(32)は、優先的な方向と平行にアプリケータ装置(1)内で半導体の誘電物質を収容し輸送する。
2005536007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極(12、13、14、15)において、使用時それらの間に優先方向に整えた電気的および磁気的成分を含む高周波電磁界を生成する発電機(10)に接続され、そして半導体の誘電物質を収容し輸送する物質輸送手段(32)から成るタイプの半導体の誘電物質に高周波電磁界を加えるアプリケータ装置において、優先方向に並んで配置した少なくとも一対の前記等電位電極(12、14)で、前記物質輸送手段(32)は、前記アプリケータ装置(1)内で優先方向に平行に物質を輸送することを特徴とするアプリケータ装置。
【請求項２】
使用時アース電位に電気的に接続される少なくとも一つの前記第一対電極(13、15)と、使用時前記発電機(10)に電気的に接続される少なくとも一つの前記第二対電極(12、14)と、および前記第二対電極(12、14)を同一電位に維持するために接続された接続素子(16)で、前記第二対電極(12、14)は前記第一対電極(13、15)の間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のアプリケータ装置。
【請求項３】
少なくとも一つの前記対電極(12、13、14、15)と係合し、前記輸送手段(32)の近くに配置した適用手段(40)からなることを特徴とする請求項２記載のアプリケータ装置。
【請求項４】
前記適用手段が金属シリンダ(40)から成ることを特徴とする請求項３記載のアプリケータ装置。
【請求項５】
使用時、中に含まれる物質の熱衝撃による前記輸送手段(32)の変形を防ぐために前記輸送手段(32)の周りに配置した強化手段(50)から成ることを特徴とする請求項３記載のアプリケータ装置。
【請求項６】
前記強化手段が、前記適用手段(40)の間に配置した絶縁物質で出来たシリンダ(50)から成ることを特徴とする請求項５記載のアプリケータ装置。
【請求項７】
アプリケータ装置が、互いに直列にまたは平行に接続できる数個の前記輸送手段(32)を含むことが出来ることを特徴とする請求項６記載のアプリケータ装置。
【請求項８】
アプリケータ装置が、前記対電極を支持する支持手段(22、24、26)から成り、前記支持手段が、使用時に電極の相対距離を選択的に変えることが出来ることを特徴とする請求項１〜７記載のいずれか１項に記載のアプリケータ装置。
【請求項９】
半導体の誘電物質に高周波電磁界を加える前記高周波電圧発生器(10)とアプリケータ装置(1)から成るタイプの半導体物質に高周波電磁界を加える産業装置において、アプリケータ装置が請求項１〜８のいずれか１項で定義されることを特徴とする産業装置。
【請求項１０】
選択的に調整可能な位相変更手段が、使用時少なくとも一対の電極電位の位相を他の対電極に対して変位するために、少なくとも一対の前記電極(12、13)間に配置していることを特徴とする請求項９記載の産業装置。
【請求項１１】
アプリケータ装置の各電極が、受動的な抵抗、誘導および／または容量性の電気素子の手段で構成された負荷適応ネットワークに接続され、前記発電機(10)とアプリケータ装置(1)間に配置したことを特徴とする請求項９記載の産業装置。
【請求項１２】
前記電圧発生器が1KHzと1GHz間の周波数の電圧と電流を端子に生成することが出来ることを特徴とする請求項９記載の産業装置。
【請求項１３】
アース電位に電気的に接続される少なくとも一つの前記第一対電極(13、15)と、前記電圧発生器(10)に電気的に接続される少なくとも一つの前記第二対電極(12、14)と、および前記第二対電極(12、14)を同一電位に維持するために接続された前記接続素子(16)で、前記第二対電極(12、14)が前記第一対電極(13、15)間に配置され、前記各電極(12、13、14、15)が少なくとも一つの開口部(30)が形成された導電性のプレートから成り、および前記輸送手段(32)が優先方向にプレートを経て伸長するように前記開口部(30)に挿入していることを特徴とする請求項９記載の産業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業装置および半導体の誘電物質に高周波電磁界を加えるアプリケータ装置に関係する。
【背景技術】
【０００２】
装置は、特に限定はしないが、液体食品生産物の熱処理に使用することができる。低い粘性そして輸送手段によって運送可能である液体食品が好ましい。より特に、装置は、ミルクおよびその派生物の低温殺菌または殺菌処理で非常に有利に使用することができる。またフルーツジュース、ビール、様々なタイプの飲料、シェイク、スープ、プリー(purees)、調味料シロップおよびトマトソースにも同様に使用できる。
【０００３】
多くの技術的なプロセスそして特に食品分野では、生産物に熱処理を施して、乾燥、脱水、霜取り、料理、低温殺菌、殺菌または熱的に処理する。生産物に供給される熱は、対流、伝導あるいは放射効果により外部熱源によって転送してもよい、あるいは生産物に直接発生させてもよい。後者の場合、振動電磁界は、処理する生産物に電流の場を生成する。つまり生産物を構成する物質との反応で電流場が内部温度の上昇を引き起こす。様々な強度および様々な発振周波数を持つ電磁界が適用できる。
【０００４】
このタイプの加熱を行う既知の装置は高周波発生器である。本線電圧を供給すると、可変振幅そして所定周波数の振動電圧を出力端子に発生する。装置は、さらに容量性と誘導作用を有するアプリケータ装置を含む。アプリケータは、発生器の振動電圧を主に電気的または磁気的の振動フィールド成分をもつ電磁界にそれぞれ変換する。上記周波数は、国際標準で確立された範囲で、中心値は6.78-13.56-27.12-40.68-433.92MHzである。生成された振動電磁界の強度は、アプリケータ装置の端子に印加される高周波電圧の振幅に依存する。またアプリケータ装置の構造にも依存する。この場合、扱う生産物を収容する領域のフィールドの強度を増加または縮小することが出来る。
【０００５】
物理的、寸法および電気的特性が異なる生産物へ高周波電磁界を利用する様々なタイプの装置が知られている。最も広範囲な適用は、紙、織物、一般に織物材料（特に染色後）、皮革、ゴム、木材、プラスチック・ラミネートおよび食品の熱処理に関係がある。殆どの場合、生産物の加熱は、伝導電流によるのではなく加えた電磁界によって引き起こされた変位電流による誘電損失による。これらの装置の各々は、使用される周波数および要求される適用のタイプに適した構造および技術的特性を備えている。さらに、同様の装置は所定強度の電磁界を与える構造を有し、そして要求される特別の熱処理による生産物へ特別のパワーを供給する。
【０００６】
例えば、出願者のヨーロッパの特許出願EP0946104は、高周波振動電磁界による食品を加熱する産業装置について記述している。この装置は、例えばハムとその他同種のような肉に基づく食品を料理することが出来る。これらは相当な質量および体積を持っており、むしろ型に入れられている。高周波技術の熱処理の使用には主な制限がある。つまり処理する生産物を極めて短時間で高温にすることが難しい。生産物に有害となる好ましくない影響を与えてはならない。例えば、しかし制限するものではないが、食品の低温殺菌または殺菌のプロセスで、あるいは食品のプリー（purees）の解凍中に、連続する流れに短時間内に高パワーそして特に生産物の単位体積に高パワーを供給することが必要である。この操作は、特に半導体の誘電生産物の場合、特に困難である。生産物の大きな電気伝導度が、誘電損失の効果を制限する。誘電損失の効果とは、加えた電磁界により引き起こされる変位電流による効果である。
【０００７】
さらに、単位時間当たり高周波処理領域を通って輸送された生産物の体積が特に大きい場合、高周波処理時間が十分に短くないため、好ましくない化学的および感覚的影響が生産物の中で発生することがある。
【０００８】
いくつかの既知の解決策として、装置に高電圧および高電流を用いて短時間に生産物に高い特定のパワーを供給することができる。しかしながら、これらの解決策は、困難な管理および複雑なコントロールが必要となる。実際、高パワーの供給はアプリケータ装置の様々なポイント間に好ましくない電気的な放電をおこす。ポイント間および収容されている生産物に被害を及ぼす。さらに不利には、生産物に部分的に不均一な加熱および／または燃焼に到る。
【０００９】
液体食品の低温殺菌および／または殺菌プロセスは、理論的には、低温殺菌および／または殺菌温度に生産物を瞬間的に加熱する第一ステージ、ゼロに縮小する定在時間が次のステージ、およびスタートした温度へ瞬間に冷やす最後のステージからなる。このタイプのプロセスは既知の技術で達成することができないので、最良の条件は、利用可能な装置に依存して求めなければならない。そして達成できる理論的なものに出来る限り近いプロセスを可能にするプラントを建設する。
【００１０】
したがって、ミルクの熱処理の分野で最も広範囲な低温殺菌プロセスの一つは、その沸点より下の温度にミルクが加熱される段階、生産物が所定期間これらの条件で維持される段階、および冷却する段階から成る。一定の温度の期間は、存在する病原性または胞子を生ずる微生物を殺すように十分に長くしなければならない。また病原性ではないが、生産物に種々の変化を引き起こす微生物の一部も殺す必要がある。
【００１１】
既知の熱処理のいくつかの例は、遅い低温殺菌（63〜65℃に加熱する段階と、および約30分のメンテナンス段階からなる）および迅速な低温殺菌、H.T.S.T.として知られている、（72℃まで加熱する段階、および約20秒のメンテナンス段階からなる）である。両方のプロセスは、ミルクの低温殺菌に役立つ。そのミルクは、消費用またはチーズ、クリーム、バター、カードチーズ等の乳製品の生産に使用される。
【００１２】
他の既知のミルクの熱処理は生産物が直接消費される時に使用される。このプロセスは、U.H.T.として知られているが、ミルクを低温殺菌温度よりもはるかに高い温度に加熱して、前述のプロセスよりもさらに短い期間に維持する。例えば、155℃に約2〜5秒間維持する。この場合、目的は生産物の貯蔵期間を縮小する可能な限りのものを除去することである。ミルクが周囲温度で少なくとも120日の貯蔵寿命を持たなければならない。U.H.T.処理では、加熱段階が、２ステップで通常達成される。先ず第一に間接交換による、例えば、板状の熱湯交換器のような外部熱源によるものである。そして次に直接交換による、例えば、高温のミルクへ蒸気を導入する（uperization段階として知られている）ものである。
【００１３】
前記の両方の処理にはいくつかの不利な点がある。高温での蒸気の使用は、生産物に要求した温度には素早く到るが、しかし、同時にその物理的および感覚的特性の変化に到る。事実、導入した蒸気は、ミルク中の水のパーセントを変更するだけでなく栄養物質の減少をももたらす。要求した温度に達すると、注入した水蒸気の同一量が、ミルクに本来含まれていた物質と共に引き抜かれる。従って、これは侵入性の技術である。外部要素すなわち蒸気は、他の既知の技術によって達成できない非常に迅速な加熱時間を達成するために使用される。対照的に、間接の交換処理は生産物の化学特性を変えない。侵略性のプロセスではないが、短時間で必要な温度に達するのには効果的ではなく低温殺菌牛乳に深刻かつ望ましくない副作用を引き起こす。
【００１４】
前述のプロセスでは、与えられた最大の処理温度に対して、メンテナンス段階が短時間のミルク殺菌効果が達成できる。メンテナンス段階が生産物の感覚に関する劣化の原因となる。ただし要求される温度に極力短時間で達する必要がある。既知の技術では、物理的限界があることは明らかである。例えば、熱交換器による熱の間接交換は、生産物と加熱手段との十分に長い接触時間が必要である。そして生産物の完全な処理のために完全かつ一様な過熱が出来る。
【００１５】
数年にわたって、ミルクの正確な殺菌を達成するのに必要な温度が連続的に増加していることが知られている。それは新しい病原性作用物質、胞子、酵素、バクテリアあるいは微生物に関与した新しい汚染のためによる。これらの有害物質は、さらに耐熱性があり、不活性化することが困難になる事実がある。しかしながら、過度の熱処理は、明白に、それらの自然な特性にできるだけ近い風味、芳香および色を備えた生産物に対する一般の一層の要求と矛盾する。これらの原因が、多くの会社に殺菌のプラントあるいは液体食品の生産を強いている。つまり新しく、一層洗練された技術的なプロセスを調査、遂行そして使用することを強いている。対流、伝導または放射作用を利用する熱源の使用である。これに関しては、既知の技術が高度な展開に達したと信じられており、改善することが更に困難な「成熟した技術」と考えられる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の主要な目的は、既知装置の不利な点を克服することである。発明は、半導体の誘電物質に高周波電磁界を加える産業装置を提供する。それは、物質の物理的、化学的および感覚的特性に特別な変化を引き起こさず、大量の生産物を非常に速く処理することができる。
【００１７】
本発明の別の目的は、半導体の誘電物質生産物の熱処理の産業装置を供給することにある。この装置は、制限した電圧および電流を用いた相当な強度の高周波電磁界を加えることが出来る。運用と管理が容易で、生産物の不必要なパワー消費および発火する局所的な加熱を回避する。
【００１８】
本発明のさらなる目的は、半導体の誘電物質に高周波電磁界を加える産業装置を提供することである。この装置は、非常に広い範囲に関して調整できる時間で大小のフィールドを容易に加えることが出来る。また様々な技術的なプロセスの中で使用でき、食品以外の生産物にも使用できる。
【００１９】
特に本発明の別の目的は、製造が容易で安く、検査が容易で、掃除および維持操作が容易で、分解が容易な産業装置を提供することにある。
【００２０】
上記目的を達成するために、発明の主題は、追加クレームに示された特性を有する装置である。
【００２１】
本発明の特に有利な特徴によれば、産業装置は、処理する生産物を収容し輸送するための手段を備える。この手段は、生産ラインの生産物輸送に使用される手段に容易にかつ速く接続することができる。本発明の装置は、無菌導管で輸送される流動性、好ましくは低粘性の生産物のラインに挿入することができる。既存装置のレイアウトや配置を変更する必要がない。また生産物を輸送するラインおよび導管の断面および／または配置の変更も必要としない。
【００２２】
本発明の別の利点は、非常に速い速度で生産ラインに流れる生産物を、追加のアプリケータ装置および／またはプラントの設備なしで産業的に扱うことができる。これらの設備はサイズが大きく使用および維持が難しい。さらにこれらの装置は高周波処理領域に大きな空間を必要とし長い処理時間を必要とする。その結果、生産物に望まない化学的／感覚的影響を引き起こす。
【００２３】
本発明のさらなる特性および利点は、添付図面を参照し、好ましい形態の詳細な記述から明らかになる。ただし図面は本発明を限定するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図を参照する。半導体の誘電物質に高周波電磁界を加える産業装置は、一般に良く知られたタイプの発電機10を備える。その発電機は、端子に所定振幅の振動電圧および所定の周波数、典型的な高周波を発生する。例えば、限定はしないが、数kHzから数MHzの範囲である。
【００２５】
高周波発生器10によって発生した電圧は、アプリケータ装置1に供給される。アプリケータ装置の配置は、相当な強度の高周波電磁界をその中に発生させることが出来る。熱処理を施す物質、例えば、限定するものではなく、半導体の食品、好ましくは低温殺菌または殺菌処理するミルクである。アプリケータ装置1を通過させて電磁界で物質を所定の温度および所定の時間で加熱する。
【００２６】
ミルクを無菌導管に含むことは、生産ラインで輸送される多くの食品同様に非常に重要である。これは空気そして一般的には物理的および化学的特性を損なう恐れの或る外部作用物質との接触を避けるためである。
【００２７】
本発明の産業装置は、入口手段および出口手段を含む。これらは、前述の問題を引き起こさないように物質を輸送する導管に密封して接続される。この特性は、さらに工業生産ラインに本発明の装置の導入を促進する。構造またはレイアウトの変更、さらには現状装置の装置の配置の変更すら必要としない。
【００２８】
本発明のアプリケータ装置1は、少なくとも一対の電極を含み、好ましくは、図に示すように、二対の電極12、13および14、15から成る。電極の表面は、限定するものではないが例えば、導電性の物質の板、好ましくはステンレス鋼で互いに対向して平行に配置している。各対の電極は、第一プレート12、14および第二プレート13、15から成る。第一プレートは発生器10の一つの端子に電気的に接続している。第二プレートは異なる電位の端子、例えば発生器10の別の端子、または好ましくはアースに接続する。各対の電極の第一プレート12、14は、例えば二つの素子16で互いに電気的に接続している。この素子は同様に導電性物質から作られていて端部に配置され同じ電位を維持するように等電位とする。第二プレート13、15はアースに接続されており第一の二つの等電位プレート12、14に対面して配置している。使用時にはプレート12とプレート13の間に発生した第一電磁界は流線を有して、優先方向、つまり実質的にはプレート面に垂直に向いている。同様に、プレート14とプレート15の間に生成された第二電磁界は、前述の優先方向に向いた流線を持っている。最後に、発生器10に接続された一対の等電位電極12、14は、前述の優先方向に垂直な平面を定義する。
【００２９】
電極12、13、14、15、および接続素子16、同様に前述の電気的接続の数、形および寸法は、図示されるものと広く異なっても本発明の範囲および目的を逸脱するものではない。
【００３０】
各プレート12、13、14、15は、複数の開口部30を備えている。この開口部に、食品を収容し輸送する手段、例えば絶縁物で作られた導管、好ましくはプラスチック材の導管32を挿入する。食品は、このように、アプリケータ装置1の中で生成された電磁界の線と実質的に平行な優先方向でアプリケータ装置1を通り抜ける。また、二つの電極12、14は、その優先方向に並んで配置される。
【００３１】
適用手段は、例えば、金属シリンダ40を各プレートに係合させ開口部30に嵌合する。この様にして処理する生産物を輸送する導管32を囲む。輸送導管32、従って金属シリンダ40の内径は、生産処理ラインで使用される導管の断面に基づいて有利に選択できる。種々の導管の内面間の不規則な凹凸は除去している。処理する生産物の不測の堆積を防ぐためである。長期の堆積そして堆積物の変質が、処理する生産物の有機的な汚染となり殺菌が不可能となる。
【００３２】
金属シリンダ40は、さらに、輸送導管32への損傷を防ぐ強化機能を持っている。処理する物質が等電位導管内で受ける熱衝撃は、体積を変えて輸送導管32に膨らみを作る。輸送導管は好ましくは絶縁材料で作られている、そして一般的には柔軟なプラスチック材料である。繰り返される壁部の変形は、導管内に圧力変化を起こし、弾力性の損失またはプラスチック材の裂け、その結果物質の漏出となる。
【００３３】
金属シリンダ40は、それぞれの迫台素子を含む。迫台突起42はプリセットする際の最小距離である。その距離以上には電極12、13、14、15プレートを相互に移動させることが出来ない。この最小距離で、装置の動作の特別な周波数での不測の悪影響を防ぐ。特に電極が非常に接近している場合である。
【００３４】
アプリケータ装置1は、さらに輸送導管32を強化する手段を含む。例えば絶縁材料で作られたシリンダ50で、好ましくはテフロン（登録商標）で、迫台突起42間に配置した輸送導管32の部分を囲む。生産物が産業装置内で高圧で輸送される場合、プラスチックシリンダ50は、このように輸送導管32の保持する質を高める。
【００３５】
本発明が使用される生産物のタイプまたは技術的プロセスに関しては、輸送手段32、適用手段40および強化手段50は、異なる寸法および幾何学的形状で形成しても良い。これは産業装置の適切な柔軟性そして様々な技術的プロセスへの適用性を確保するために重要である。
【００３６】
図に示す形態では、アプリケータ装置1が支援手段から成る。例えば、限定しないが二つのL-形の金属板18で、第一対電極の二枚のプレートのうちの一枚をアースに接続しても良い。残りのプレート12、13、14は、絶縁材料、好ましくはテフロン（登録商標）で作られた支持素子で、電極の一つの第二プレート15の上で支持される。そして二対の電極間の電磁界の干渉を防ぐ。各支持素子は、例えばネジ込み棒22から成り、対電極の二つの第二プレート13、15に位置決め素子24で接続されている。位置決め素子26のもう一つの対は、棒22に係合し、第一プレート12、14を支持してその距離を変えることが出来る。当然支持素子は当業者が容易に確認できる他の手段から成りまたはそれで置き換えても良い。それらの機能が明細書から理解でき、アプリケータ装置1のプレート12、13、14、15間の相対的な距離を変えることが出来ればよい。これら支持素子の特別な利点は、単位時間当たり高周波電磁界の作動を受ける生産物の体積を変えることで、その処理時間と同様に生産物に適用される電磁界の強度を変えることができる点にある。
【００３７】
図１に示すように、絶縁材料44の層は、プレート13および15に適用される。これは金属導管端間の、および対電極間のアークの発生を防ぐためである。説明を明確にするため、絶縁層44は図２には示していない。
【００３８】
使用時、発電機10が、所定周波数および所定振幅の振動電圧を端子に発生する。第一電磁界は、プレート12とプレート13の間で生成され、プレート表面に本質的に垂直な優先方向へ向いた流線を有する。同様に、第二電磁界は、プレート14とプレート15間で生成され、優先方向へ本質的に向いた流線を有する。食品は、導管32に収納および輸送されて、アプリケータ装置1で生成された電磁界流と本質的に平行な優先方向でアプリケータ装置1を通る。
【００３９】
金属シリンダ40は、電極の反対または異なる電位を導管32の壁に沿って運ぶことが出来る。処理される生産物は、このようにして電磁界の効果を受ける。電磁界の向きの流れは、生産物が流れる方向にかける。電磁界は金属導管の等電位とその長さで特に強力となる。電界の線は互いに交差はしない。等電位の金属導管内に、導管の長さがその径と比べて支配的であるが、生成した電界線は、従って著しい強度を有し、上述と同様の形状表面または電位が異なる場合は異なる表面を閉じる。
【００４０】
この電磁界は、装置に収容された生産物に二つのタイプの電流を生成する。いわゆる変位電流と伝導電流である。変位電流は、生産物を構成する物質の電気変位によるもので、分子振動タイプのようなもので、交流電磁界の振動で引き起こされる。このように、自由イオン電荷でない生産物の部分に作用し、分子の振動を引き起こして、そして様々な分子間の分子摩擦が熱（誘電加熱）を発生する。伝導電流は、生産物にある、半導体になる自由イオン電荷の伝導による。生産物に加えられた高周波電位差により引き起こされる。導管32の壁の容量効果で高周波電流がそれを通して流れる。生産物の中で自由に移動することができるイオン電荷に作用することで、この電流はジュール効果で熱を発生する。二つの電流は、両方とも高周波発生器の典型的な周波数にあり、その発生器がアプリケータ装置1に供給する。明らかに両電流は電気的に位相が90度不一致である。一つは容量性で、他方が抵抗性である。当然、金属導管の長さは、より大きな電磁界を生産物に適用することができる。
【００４１】
対電極12、13および14、15間の距離そして金属導管40の対の間の距離は、生産物の処理時間を有利に縮小することが出来る。それは異なる電位を有する金属導管の間に少量の生産物が配置されるからである。
【００４２】
このタイプの配置は、高周波電磁界で、半導体の物質、例えばミルクの熱処理には特に有利である。実際、熱処理は非常に短い時間で起こり、他の装置よりも一層均一である。物質が速いスピードでアプリケータ装置1を通過、ミルクを輸送する連続的なラインの場合でも同様である。
【００４３】
さらに、アプリケータ装置1が小さなスペースに高い強度の電磁界を集中できる能力は、発電機10が、低電圧でアプリケータ装置1に供給することを可能にする。これは、物質を輸送する導管を破損または生産物の発火を起こす望ましくない放電の危険を避ける。このように制限無く物質を非常に短時間で高温に素早く加熱することが出来る。
【００４４】
アプリケータ装置1は一つ以上の導管を含み、同じ時間内での熱処理をする物質体積を増加させても良い。また異なる断面の導管でも良く、物質を輸送する導管の寸法に、本発明の産業装置の入力および／または出力に合わせることが出来る。
【００４５】
本発明の重要な技術的特徴は、電極12、13、14、15、およびそれに接続している金属導管40、すなわちアプリケータ装置1の端部が、全てアースに接続されている。これは処理中の生産物からアプリケータ装置1の外部への好ましくない電流の流れを防ぐ。この電流は、生産物の伝導度が大きいほど大きくなるもので、生産物に埋めたプローブと、電磁気的干渉のような好ましくない悪影響を引起こし、または遮へい、すなわち高周波電磁界を装置内に含むことが難しくなる。さらに、全装置は、生産ラインおよびその構成装置から電気的に隔離され、明白な安全理由のために、外部への電流のどんな分散も回避する。さらに、処理する物質の電位は、実際には、アプリケータ装置1端の外側のアースとなるので、金属管、特に錆びないステンレス鋼管を、有利に導管32に接続することができる。このようにして装置を完全に生産ラインに組み込むことが出来る。生産ラインではステンレス鋼管がしばしば使用されている。アプリケータ装置の端部に絶縁材料を挿入する別の利点は、電子デバイスの遮へい問題および漏えい電流そして干渉を制限する解決となる。これらのデバイスは、装置に接続された、例えばプローブ、インバータ、PLC等である。
【００４６】
例えばインダクタンス52で形成した位相変更手段を、これは装置の負荷を高周波発生器10に対応するのに必要であるが、発生器10とアース間に、つまり第二プレート13、15と対の等電位プレート12、14間に配置しても良い。インダクタンス52は、例えば、装置の作動高周波電流の浸透深さより大きな厚みの管、好ましくは銀メッキした銅で形成しても良い。さらに、一つ以上の調整要素を、各インダクタンスに有利に接続しても良い。そして電流および各磁束リンケージに対してそれらの位置の基準において長い又は短い経路を形成する。このようにして位相変更電流を調整、さらには処理する生産物のタイプに対して高周波電圧範囲を調整する。この特性は特に有用である。これは装置の使用を著しく異なる電気的および誘電特性を持つ生産物に柔軟にする。
【００４７】
位相変更手段は、負荷適応機能も実行しそしてインピーダンスを変換する基準に従って設計されてきた。収容された生産物を備えた高周波アプリケータ装置1を含むシステムから得た値からのインピーダンスから、発生器の利用可能なインピーダンスに変換する。これは発生器と負荷間のパワー転送を最大にするためである。
【００４８】
アプリケータ装置の構造内の高周波電流の循環も、上記位相変更手段と同様に値を減少することが出来る。この値は、発生器10とアプリケータ装置1の間の適切な負荷適応ネットワークの挿入による導管32の中の電磁界の生成に厳密に必要な値である。アプリケータ装置の物理的な範囲外の望まない高周波パワーの放射は、このように防ぐことができる。それにより、不必要な損失を制限できる。これらは不必要なパワー消費および装置内の多かれ少なかれ局在した高温熱スポットに到る。
【００４９】
高周波発生器10は、供給するパワーを、例えば発生器に供給する主電圧振幅のリミッターによる調整の既知タイプのシステムを含んでも良い。また発生器とアプリケータ装置間の容量性、誘導、相互誘導またはインピーダンス変換カップリングの手段によるインピーダンスを変換するシステムを含んでも良い。発生器のパワーを規制するシステムは、電子装置によって有利にコントロールできる。電子装置は、アプリケータ装置の入力および／または出力で温度センサーによる生産物の温度を検知することによって、出力生産物温度を安定に維持する、またはフィードバックを発生器パワー調整システムに供給することによりそれを変えることができる。
【００５０】
代替フィードバック・システムは例えば、生産物の速度または生産物のタイプの変化に、生産物に供給される高周波パワーを所定の値に安定して維持するものであっても良い。当然、上述したコントロールは本発明のために使用しうるフィードバック制御のうちのいくつかである。同様に、オートメーションの中で通常使用され、生産ラインの中に一般にある、例えばPLCまたはPC装置等の電子監督およびコントロール装置を本発明の装置に組み入れても良い。
【００５１】
当然、発明の原理は同じであって、本発明の範囲を逸脱することなく形態の形式および構造の詳細は、広く変えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の装置の概要側面図である。
【図２】図１のラインII-IIで切断した本発明の装置の概要図である。
【図１】
2005536007.tif 000003
【図２】
2005536007.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月6日(2004.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極(12、13、14、15)において、使用時それらの間に優先方向に整えた電気的および磁気的成分を含む高周波電磁界を生成する発電機(10)に接続され、そして半導体の誘電物質を収容し輸送する物質輸送手段(32)、優先方向に並んで配置した少なくとも一対の前記等電位電極(12、14)で、前記物質輸送手段(32)は、アプリケータ装置(1)内で優先方向に平行に物質を輸送するタイプの半導体の誘電物質に高周波電磁界を加えるアプリケータ装置において、前記各電極(12、13、14、15)は少なくとも一つの前記開口部(30)が形成された導電性プレートから成り、前記輸送手段(32)が優先方向にプレートを経て伸長するように前記開口部(30)に挿入され、適用手段(40)が少なくとも一つの前記対電極(12、13、14、15)と係合し、前記輸送手段(32)の近くに配置することを特徴とするアプリケータ装置。
【請求項２】
使用時アース電位に電気的に接続される少なくとも一つの前記第一対電極(13、15)と、使用時前記発電機(10)に電気的に接続される少なくとも一つの前記第二対電極(12、14)と、および前記第二対電極(12、14)を同一電位に維持するために接続された接続素子(16)で、前記第二対電極(12、14)は前記第一対電極(13、15)の間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のアプリケータ装置。
【請求項３】
前記適用手段が金属シリンダ(40)から成ることを特徴とする請求項３記載のアプリケータ装置。
【請求項４】
前記金属シリンダ(40)の長さがその直径と比較して支配的であることを特徴とする請求項３記載のアプリケータ装置。
【請求項５】
使用時、中に含まれる物質の熱衝撃による前記輸送手段(32)の変形を防ぐために前記輸送手段(32)の周りに配置した強化手段(50)から成ることを特徴とする請求項３記載のアプリケータ装置。
【請求項６】
前記強化手段が、前記適用手段(40)の間に配置した絶縁物質で出来たシリンダ(50)から成ることを特徴とする請求項５記載のアプリケータ装置。
【請求項７】
アプリケータ装置が、互いに直列にまたは平行に接続できる数個の前記輸送手段(32)を含むことが出来ることを特徴とする請求項６記載のアプリケータ装置。
【請求項８】
アプリケータ装置が、対電極を支持する支持手段(22、24、26)から成り、前記支持手段が、使用時に電極の相対距離を選択的に変えることが出来ることを特徴とする請求項１〜７記載のいずれか１項に記載のアプリケータ装置。
【請求項９】
半導体の誘電物質に高周波電磁界を加える前記高周波電圧発生器(10)とアプリケータ装置(1)から成るタイプの半導体物質に高周波電磁界を加える産業装置において、アプリケータ装置が請求項１〜８のいずれか１項で定義されることを特徴とする産業装置。
【請求項１０】
選択的に調整可能な位相変更手段が、使用時少なくとも一対の電極電位の位相を他の対電極に対して変位するために、少なくとも一対の前記電極(12、13)間に配置していることを特徴とする請求項９記載の産業装置。
【請求項１１】
アプリケータ装置の各電極が、受動的な抵抗、誘導および／または容量性の電気素子の手段で構成された負荷適応ネットワークに接続され、前記発電機(10)とアプリケータ装置(1)間に配置したことを特徴とする請求項９記載の産業装置。
【請求項１２】
前記電圧発生器が1KHzと1GHz間の周波数の電圧と電流を端子に生成することが出来ることを特徴とする請求項９記載の産業装置。
【請求項１３】
アース電位に電気的に接続される少なくとも一つの前記第一対電極(13、15)と、前記電圧発生器(10)に電気的に接続される少なくとも一つの前記第二対電極(12、14)と、および前記第二対電極(12、14)を同一電位に維持するために接続された前記接続素子(16)で、前記第二対電極(12、14)が前記第一対電極(13、15)間に配置され、前記各電極(12、13、14、15)が少なくとも一つの前記開口部(30)が形成された導電性のプレートから成り、および前記輸送手段(32)が優先方向にプレートを経て伸長するように前記開口部(30)に挿入していることを特徴とする請求項９記載の産業装置。
【請求項１４】
前記支持手段が垂直プレート(18)から成ることを特徴とする請求項８記載のアプリケータ装置。
【請求項１５】
前記電極(12、13、14、15)を前記垂直プレート(18)に対して水平に移動させることを特徴とする請求項１５記載のアプリケータ装置。
【請求項１６】
前記金属シリンダ(40)を第一の前記二つの電極(13、14)間に配置することを特徴とする請求項３記載のアプリケータ装置。
【請求項１７】
前記金属シリンダ(40)を第二の前記二つの電極(14、15)間に配置することを特徴とする請求項３記載のアプリケータ装置。
【請求項１８】
上の二つの前記電極プレート(12、13)間の距離が各電極の前記第一電極プレート(12、14)間の距離より大きいことを特徴とする請求項１〜１７の何れかに記載のアプリケータ装置。
【請求項１９】
下の二つの前記電極プレート(14、15)間の距離が各電極の前記第一電極プレート(12、14)間の距離より大きいことを特徴とする請求項１〜１８の何れかに記載のアプリケータ装置。
【国際調査報告】
2005536007.tif 000005
2005536007.tif 000006
2005536007.tif 000007
2005536007.tif 000008