(57)【要約】      （修正有）【課題】断面が円形状の流通管に比べて、反応液に対してマイクロ波を効率よく照射可能な流通路を備えたフロー式マイクロ波装置を提供する。【解決手段】流通路２は、３４０度以上３６０度未満の範囲の方向反転角度θ１で屈曲された複数の方向反転部２０と、方向反転部２０に接続された直線または曲線の接続部２１と、を備え、方向反転部２０及び接続部２１は、連続する流通路２を形成すると共に、断面が矩形状に構成されている。流通路２は、断面矩形状の溝からなる方向反転部２０及び接続部２１を有するベース体３と、溝を塞ぐためにベース体３に連結される蓋体と、によって形成される。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
反応液を流通するための流通路を備えたフロー式マイクロ波装置であって、
前記流通路は、
３４０度以上３６０度未満の範囲の方向反転角度で屈曲された複数の方向反転部と、
前記方向反転部に接続された直線または曲線の接続部と、を備え、
前記方向反転部及び前記接続部は、連続する流通路を形成すると共に、断面が矩形状に構成されている
ことを特徴とするフロー式マイクロ波装置。
【請求項２】
前記流通路は、
断面矩形状の溝からなる前記方向反転部及び前記接続部を有するベース体と、
前記溝を塞ぐために前記ベース体に連結される蓋体と、によって形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のフロー式マイクロ波装置。
【請求項３】
前記ベース体及び前記蓋体は、
前記蓋体の周囲部に加えて中央部でもボルトで連結されるように構成されると共に、前記蓋体の周囲に沿って設けられたシール部で密閉されている
ことを特徴とする請求項２に記載のフロー式マイクロ波装置。
【請求項４】
前記流通路は、
前記マイクロ波の照射方向に対して傾斜して配置されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフロー式マイクロ波装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、反応液にマイクロ波を照射するためのフロー式マイクロ波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フロー式マイクロ波装置は、流通管内を流れる試液や飲料などの反応液に対してマイクロ波を照射して、反応液の化学合成や加熱などを行う。マイクロ波とは、周波数が０．３〜３０ＧＨｚ、波長が１ｃｍ〜１ｍの範囲の電磁波をいう。
【０００３】
フロー式マイクロ波装置は、バッチ式（チャンバー式）マイクロ波装置に比べて、反応液に対する加熱の均一性及び安定性に優れている。また、バッチ式マイクロ波装置は、生産性、バッチ間の品質変動において弱点がある。
【０００４】
例えば特許文献１に、フロー式マイクロ波装置が開示されている。流通管は、マイクロ波の透過性が高いほど、反応液に対するマイクロ波の吸収性がよくなるので、ガラス、フッ素樹脂（テフロン(登録商標)）などの樹脂類が素材として用いられる。
【０００５】
特許文献１のフロー式マイクロ波装置では、流通管は、連続した１本の管で構成されると共に、その管が複数個所で屈曲するように構成されている。さらに、流通管は、マイクロ波の照射方向に対して傾斜して配置されている。これによって、この流通管を用いたフロー式マイクロ波装置は、反応液に対してマイクロ波を効率よく、且つ、均一に照射できる。
【０００６】
ところで、図５（Ｂ）に示すように、上記の流通管は、断面が円形状に構成されている。そのため、流通管の中央部では、マイクロ波の照射距離Ｈが長いので、流通管の中央部を流れる反応液は、多くのマイクロ波が吸収される。しかし、流通管の端部に近づくほど、マイクロ波の照射距離Ｈ’が短くなるので、流通管の端部を流れる反応液により吸収されるマイクロ波の量が少なくなる。そのため、断面円形状の流通管では、位置によって、マイクロ波の照射距離が異なるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第３１７２３７１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本考案が解決しようとする課題は、断面が円形状の流通管に比べて、反応液に対してマイクロ波を効率よく吸収可能な流通路を備えたフロー式マイクロ波装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るフロー式マイクロ装置は、
反応液を流通するための流通路を備えたフロー式マイクロ波装置であって、
流通路は、
３４０度以上３６０度未満の範囲の方向反転角度で屈曲された複数の方向反転部と、
方向反転部に接続された直線または曲線の接続部と、を備え、
方向反転部及び接続部は、連続する流通路を形成すると共に、断面が矩形状に構成されている。
【００１０】
好ましくは、
流通路は、
断面矩形状の溝からなる方向反転部及び接続部を有するベース体と、
溝を塞ぐためにベース体に連結される蓋体と、によって形成される。
【００１１】
好ましくは、
ベース体及び蓋体は、
蓋体の周囲部に加えて中央部でもボルトで連結されるように構成されると共に、蓋体の周囲に沿って設けられたシール部で密閉されている。
【００１２】
好ましくは、
流通路は、
マイクロ波の照射方向に対して傾斜して配置されている。
【考案の効果】
【００１３】
本考案に係るフロー式マイクロ波装置は、断面が円形状の流通管に比べて、反応液に対してマイクロ波を効率よく吸収できる流通路を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】マイクロ波装置を示す全体図。
【図２】流通路を形成するためのベース体を示す正面図。
【図３】（Ａ）は、図２のＡ−Ａ線断面図であり、（Ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ線断面図。
【図５】（Ａ）は、断面矩形状の流通路におけるマイクロ波の照射距離を説明する図であり、（Ｂ）は、断面円形状の流通管におけるマイクロ波の照射距離を説明する図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本考案に係るフロー式マイクロ波装置について説明する。
【００１６】
図１の通り、マイクロ波装置は、中央にマイクロ波導波管１を備え、その両側にマグネトロン（マイクロ波発振器）６０及びダミーロード６２を備える。導波管１の内部には、反応液７を流すための流通路２が設けられる。マイクロ波装置は、反応液７を収納する供給容器７０を備える。反応液７は、定量送液ポンプ７１によって、供給容器７０から流通路２に送られ、マグネトロン６０から照射されるマイクロ波６によって加熱され、その後、受液容器７２に貯留される。
【００１７】
マグネトロン６０からのマイクロ波６の出力と、流通路２内の反応液７に対する吸収エネルギーと、の関係は、次の式で表される。
（マイクロ波出力）＝（反射エネルギー）＋（吸収エネルギー）＋（通過エネルギー）
従って、マイクロ波出力に対して、流通路２における反射エネルギー及び通過エネルギーを小さくすれば、反応液７に対する吸収エネルギーを大きくすることができる。
【００１８】
考案者は、流通路２に対する通過エネルギーを小さくするために、次の通り考察した。
図５（Ｂ）の通り、流通管２’の断面が円形状の場合、流通管２’の中央部では、マイクロ波６の照射距離Ｈが長いので、流通管２’の中央部を流れる反応液７は、マイクロ波６の量を多く吸収できるが、流通管２’の端部に近づくほど、中央部よりも、マイクロ波６の照射距離Ｈ’が短くなるので、流通管２’の端部を流れる反応液７は、吸収されるマイクロ波６の量が少なくなる。
一方、図５（Ａ）の通り、流通路２の断面が矩形状の場合、流通路２の端部でも、流通路２の中央部と同様に、マイクロ波６の照射距離Ｈが長いので、流通路２を流れる反応液７は、吸収されるマイクロ波６の量が多く、かつ、均一になる。
従って、本実施形態のマイクロ波装置は、流通路２に対する通過エネルギーを小さくするために、下記の通り構成されている。
【００１９】
図２の通り、流通路２は、方向反転角度θ１が３４０度以上３６０度未満の範囲（本実施形態では約３５６度）で屈曲した複数の方向反転部２０と、方向反転部２０に接続された直線又は曲線（本実施形態では直線）の接続部２１と、を備える。方向反転部２０と接続部２１とによって、連続する１本の流通路２が形成される。本実施形態では、流通路２は、５個の方向反転部２０と、６個の接続部２１と、を備える。また、接続部２１は、流通方向２ａが水平面に対して０度から２０度までの範囲（本実施形態では約２度）の登り勾配角度θ３で設置される。
【００２０】
図３及び図４の通り、方向反転部２０及び接続部２１は、ベース体３に設けられた断面矩形状の溝２０，２１によって構成される。ベース体３は、断面矩形状の溝２０，２１を備えたマイクロ波透過性が高い素材である。なお、切削加工で、マイクロ波透過性が高い素材からなるベース体３に断面矩形状の溝２０，２１を形成してもよい。
【００２１】
ベース体３は、周囲部に設けられた複数のボルト孔５０と、中央部に設けられた２個のボルト孔５１と、を備える。さらに、ベース体３は、流通路２の外側の周囲部に沿って設けられたシール部４０を備える。蓋体４と共にベース体３のボルト孔５０，５１にボルト５２を螺合することで、ベース体３及び蓋体４が連結されて、溝２０，２１が蓋体４で塞がれる。蓋体４が、溝状の方向反転部２０及び接続部２１を塞ぐことで、流通路２が形成される。
【００２２】
図２及び図３（Ｂ）の通り、流通路２は、下端で開口された供給口３１と、上端で開口された取出し口３２と、を備える。供給口３１は、流入管２２に接続されており、取出し口３２は、流出管２３に接続されている。流入管２２は、定量送液ポンプ７１に接続されており、流出管２３は、受液容器７２に接続されている。これにより、反応液７は、流入管２２を通じて流通路２に流入すると共に、流出管２３を通じて流通路２から流出する。
【００２３】
流通路２は、断面矩形状に構成されるので、図５（Ａ）の通り、流通路２の端部でも、流通路２の中央部と同様に、マイクロ波６の照射距離Ｈが長くなるので、流通路２を流れる反応液７は、吸収されるマイクロ波６の量が多く、かつ、均一になる。
さらに、流通路２が複数の方向反転部２０を備えているので、反応液７は複数回反転することで、乱流による自然撹拌が生じ、その結果、流通路２内の反応液７をマイクロ波６で均一に加熱できる。
【００２４】
ベース体３及び蓋体４は、周囲部に加えて中央部でも、ボルト５２で連結されるので、より確実に密閉されて、流通路２内の反応液７の漏れを防止できる。さらに、ベース体３と蓋体４との間には、シール部４０が設けられているので、流通路２内の反応液７の漏れを確実に防止できる。
【００２５】
さらに、ボルト５２を取り外すことで、ベース体３及び蓋体４を分離できるので、溝状の方向反転部２０及び接続部２１に付着した反応液７の汚れを簡単に洗浄できる。
【００２６】
さらに、本実施形態のマイクロ波装置は、反応液７に対する吸収エネルギーを大きくするために、下記の通り構成されている。
図４の通り、マイクロ波６の照射方向６ａ（導波管１の長手方向）に対する流通路２の流通方向２ａの設置角度θ２を１５度以上３５度未満の範囲内の最適値に設定すると、マイクロ波出力設定値に対してエネルギー吸収率が８０％から９０％に達する。
【００２７】
なお、断面矩形状の流通路２の寸法は、マイクロ波６に対する反応液７の特性、マイクロ波発振器６０の容量等を勘案して決定される。
【符号の説明】
【００２８】
２  流通路
３  ベース体
４  蓋体
７  反応液
２０  方向反転部
２１  接続部
４０  シール部
５２  ボルト
６ａ  マイクロ波の照射方向
【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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