(57)【要約】【課題】被加熱物を加熱した後、次の被加熱物の加熱に速やかに移行することができ、連続的使用を可能として時間短縮を実現できると共に、同様の温度上昇で被加熱物を加熱でき、再現性に優れたマイクロ波加熱炉を提供する。【解決手段】本発明のマイクロ波加熱炉１は、マイクロ波の照射により被加熱物１０を加熱するマイクロ波加熱炉であって、ハウジング２と、ハウジング２に配され内部に被加熱物１０を配置するための隔壁部３を有し、隔壁部３は、ハウジング２より取り出し可能に構成され、加熱後に他の隔壁部、例えば隔壁部３Ａをハウジング２に配して加熱可能に構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波の照射により被加熱物を加熱するマイクロ波加熱炉であって、該マイクロ波加熱炉は、ハウジングと、該ハウジングに配され内部に前記被加熱物を配置するための隔壁部を有し、該隔壁部は、前記ハウジングより取り出し可能に構成され、加熱後に他の隔壁部を前記ハウジングに配して加熱可能に構成されていることを特徴とするマイクロ波加熱炉。
【請求項２】
前記ハウジングには、前記隔壁部を外方より冷却するための冷却手段が設けられている請求項１に記載のマイクロ波加熱炉。
【請求項３】
前記ハウジングには、前記被加熱物の加熱に際して必要な雰囲気を密閉するための密閉部が設けられ、前記隔壁部は、該密閉部内より取り出し可能に配されている請求項１または２に記載のマイクロ波加熱炉。
【請求項４】
前記ハウジングには、前記被加熱物の加熱に際して必要な雰囲気を密閉するための密閉部が設けられ、該密閉部が前記隔壁部を構成し、前記ハウジングより取り出し可能に構成されている請求項１または２に記載のマイクロ波加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波を利用してセラミックスなどの被加熱物を加熱するためのマイクロ波加熱炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マイクロ波を利用してセラミックなどの被加熱物を加熱するマイクロ波加熱炉が種々提案されている。
この種のマイクロ波加熱炉のハウジング内には、例えばセラミック原料等を用いて成形した成形体等の被加熱物を内部に配置して焼成等するための隔壁部（例えば焼成室）が固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マイクロ波加熱炉を利用する最大のメリットは、従来の外部加熱式炉に比して加熱時間を著しく短縮できる点にある。
しかし、加熱時間を短縮できても、被加熱物が冷えるまでそのままの状態で放置するのであれば、マイクロ波加熱炉の上記メリットを十分に活かしきれない。そのため、加熱後は被加熱物を外部に取り出して次の被加熱物の加熱に速やかに移行できることが望ましい。
ただし、加熱後すぐに被加熱物のみを取り出すことは困難であり、すぐに取り出すと急激な冷却により被加熱物が割れる等の問題も生じることがある。また、隔壁部に熱が残存した状態で次の被加熱物を加熱すると、同様の温度上昇で被加熱物を加熱できず、加熱の再現性或いは製品の均一性を確保できないことがある。特に、マイクロ波は熱い部分に吸収される性質を有しており、隔壁部に多少でも熱が残存していると、マイクロ波が加熱開始当初、被加熱物ではなく隔壁部に吸収されてしまい、隔壁部の冷め具合により温度上昇に著しい差異が生じてしまうと共に、消費電力の損失に繋がる。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、被加熱物を加熱した後、次の被加熱物の加熱に速やかに移行することができ、連続的使用を可能として加熱時間の短縮を実現できると共に、同様の温度上昇で被加熱物を加熱でき、加熱再現性に優れたマイクロ波加熱炉を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するものは、マイクロ波の照射により被加熱物を加熱するマイクロ波加熱炉であって、該マイクロ波加熱炉は、ハウジングと、該ハウジングに配され内部に前記被加熱物を配置するための隔壁部を有し、該隔壁部は、前記ハウジングより取り出し可能に構成され、加熱後に他の隔壁部を前記ハウジングに配して加熱可能に構成されていることを特徴とするマイクロ波加熱炉である。
【０００６】
前記ハウジングには、前記隔壁部を外方より冷却するための冷却手段が設けられていることが好ましい。前記ハウジングには、前記被加熱物の加熱に際して必要な雰囲気を密閉するための密閉部が設けられ、前記隔壁部は、該密閉部内より取り出し可能に配されていることが好ましい。前記ハウジングには、前記被加熱物の加熱に際して必要な雰囲気を密閉するための密閉部が設けられ、該密閉部が前記隔壁部を構成し、前記ハウジングより取り出し可能に構成されていてもよい。
【０００７】
【作用】
本発明のマイクロ波加熱炉は、ハウジングに配され内部に被加熱物を配置するための隔壁部が、ハウジングより取り出し可能に構成され、加熱後に他の隔壁部をハウジングに配して加熱可能に構成されているため、被加熱物を加熱した後、次の被加熱物の加熱に速やかに移行することができ、連続的使用が可能となって時間短縮が実現される。また、隔壁部を取り替えて加熱するため、隔壁部に熱が残存していることがなく、被加熱物が同様の温度上昇にて加熱されることにより、同一条件で加熱でき、また、焼成炉として使用する場合は、バラツキのない均一な製品を作製できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のマイクロ波加熱炉を図面に示した各実施例を用いて説明する。
図１は、本発明のマイクロ波加熱炉の一実施例の概略図であり、図２または図３は本発明のマイクロ波加熱炉の他の実施例の概略図である。
【０００９】
まず、図１に示したマイクロ波加熱炉１について説明する。本発明のマイクロ波加熱炉１は、マイクロ波の照射により被加熱物１０を加熱するマイクロ波加熱炉であって、ハウジング２と、ハウジング２に配され内部に被加熱物１０を配置するための隔壁部３を有し、隔壁部３は、ハウジング２より取り出し可能に構成され、加熱後に他の隔壁部３Ａをハウジング２に配して加熱可能に構成されている。以下、各構成について順次詳述する。
【００１０】
ハウジング２は、マイクロ波を内部に放射するための筺体であり、少なくとも内面がマイクロ波を反射可能な材料、例えばステンレス材にて形成されている。
【００１１】
隔壁部３は、ハウジング２内に配されて、内部に被加熱物１０を配置するための部位であり、ハウジング２内に被加熱物１０の配置空間を区画構成すると共に、隔壁部３の断熱作用により配置空間の保温性を担保するように機能する。
【００１２】
隔壁部３は、ハウジング２より取り出し可能に構成されている。これにより、被加熱物１０を加熱した後、次の被加熱物１０ａの加熱に速やかに移行することができ、連続的使用が可能となって時間短縮が実現できる。また、隔壁部３を他の隔壁部３Ａに取り替えて加熱するため、隔壁部に熱が残存していることがなく、被加熱物１０ａが被加熱物１０ａと同様の温度上昇（同一条件）にて加熱される。
【００１３】
具体的には、この実施例の隔壁部３は、下部容器３ａと、下部容器３ａの上部に被嵌される上部蓋体３ｂとから構成されており、下部容器３ａの底部には脚部３ｃが設けられている。そして、隔壁部３は、ハウジング２の底部上面に脚部３ｃが載置されることにより、ハウジング２内に配されている。ただし、本発明のマイクロ波加熱炉は、隔壁部がハウジングより取り出し可能に構成されたものを広く包含するものであり、この実施例の隔壁部３の態様に限定されるものではなく、例えば隔壁部がハウジング内に取り外し可能に仮固定されているようなものも本発明の範疇に包含される。
【００１４】
他方、隔壁部３Ａは、前述した隔壁部３と同様の形態を有しており、隔壁部３において被加熱物１０を加熱した後、隔壁部３と取り替えてハウジング２内に配置し、次の被加熱物１０ａを連続的に加熱するためのものである。なお、この実施例では、隔壁部は２つであるが、これに限定されるものではなく、被加熱物の加熱時間に応じて連続的に加熱するために必要な数だけ隔壁部を準備することが好ましい。
【００１５】
隔壁部３，３Ａの構成材料としては、アルミナ系セラミックブロック、アルミナ系セラミックボード、或いはセラミックファイバーのブランケット製品、フェルト製品、ブランケット積層品、フェルト積層品などが好適に使用できる。なお、マイクロ波加熱炉１を焼成炉として使用する場合は、隔壁部３が、被焼成物（被加熱物）と同時に同じ温度に昇温する隔壁（等温障壁）にて構成されていてもよく、また、隔壁部３の内部が、被焼成物（被加熱物）と同時に同じ温度に昇温する材料にて内張りされていてもよい。
【００１６】
マイクロ波発生手段４は、マイクロ波を出力するためのものであり、マイクロ波発振器からなる。マイクロ波発振器から出力されるマイクロ波の周波数は、好ましくは０．９〜１００ＧＨｚであり、より好ましくは、安価なマイクロ波発振器を使用できる２．４５ＧＨｚである。
【００１７】
マイクロ波発生手段４から出力されるマイクロ波は、マイクロ波発生手段４とハウジング２とを連通する導波管５を介してハウジング２内に照射される。
【００１８】
ハウジング２内へ照射されたマイクロ波は、回転反射翼６ａ，６ｂにより分散され、ハウジング２の内面にて多重反射しながら隔壁部３を透過して被加熱物１０，１０ａを加熱するように構成されている。
【００１９】
つぎに、本発明のマイクロ波加熱炉１の使用方法をその特徴的作用と共に説明する。
本発明のマイクロ波加熱炉１では、まず、内部に被加熱物１０を配した隔壁部３をハウジング２内に配して被加熱物１０を加熱する。被加熱物１０の加熱が完了したら、ハウジング２の図１中、手前側に設けられたステンレス製蓋材（図示しない）を開いて、被加熱物１０を隔壁部３ごとハウジング２の外部に取り出す。取り出された隔壁部３は、被加熱物１０の冷却に必要な時間だけ、そのままの状態で放置する。この時、被加熱物１０は、隔壁部３内に配されたままであるため、急激に冷却が進行して割れたりすることがない。
【００２０】
なお、マイクロ波加熱炉は、基本的に被加熱物を直接加熱するものであるため、隔壁部はさほど加熱しておらず、隔壁部を手で把持して取り出せることが多い。ただし、隔壁部の構成材料によっては加熱していることもあり、また、重量がある場合は、治具を用いて取り出してもよい。治具としてはどのようなものでもよいが、例えばリフターなどを用いて、リフターのアームを下部容器３ａの下面とハウジング２の底部上面との間隙に挿入し、隔壁部３全体を若干持ち上げた上で取り出してもよい。
【００２１】
隔壁部３を取り出したら、被加熱物１０ａを内部に配置した隔壁部３Ａをハウジング２内に配して被加熱物１０ａを加熱する。このように、本発明のマイクロ波加熱炉では、被加熱物の冷却時間には隔壁部をハウジング内に放置せず、外部に取り出し、次の被加熱物を配した隔壁部と取り替えて連続的に加熱するため、マイクロ波加熱炉１を効率的に使用でき、マイクロ波加熱炉による時間短縮のメリットをより実効性あるものとすることができる。
【００２２】
さらに、図２に示した本発明のマイクロ波加熱炉の他の実施例について説明する。
この実施例のマイクロ波加熱炉２０と前述したマイクロ波加熱炉１との基本的な相違は、マイクロ波加熱炉２０が特殊な雰囲気（例えば、真空雰囲気、加圧雰囲気、アルゴン雰囲気、窒素雰囲気、水素雰囲気など）下で被加熱物を加熱する際に使用されるものである点にあり、そのために、マイクロ波加熱炉２０は、それらの雰囲気をハウジング２内で保持するための密閉部（雰囲気形成部）２１を有している。以下、マイクロ波加熱炉２０の構成について詳述するが、前述したマイクロ波加熱炉１と同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。
【００２３】
具体的には、マイクロ波加熱炉２０の密閉部２１は、底盤部２２と、底盤部２２に載置される蓋体２３とからなり、蓋体２３の下端に設けられたフランジ２３ａと底盤部２２とが連結部材２４にて連結され、かつフランジ２３ａと底盤部２２との間に介在されるＯリング２５により、内部に形成される雰囲気を保持可能に構成されている。そして、加熱に際して必要な雰囲気の形成は、底盤部２２を貫通して内部に連通する管状体２６ａ，２６ｂ，２６ｃを介して行われる。
【００２４】
密閉装置２１を構成する材料としては、マイクロ波を透過し易い材料であればどのようなものでもよいが、例えば、石英ガラスなどの耐熱ガラスが好適に使用できる。
【００２５】
密閉部２１の内部には、被加熱物１０を配した隔壁部３が配されており、被加熱物１０の加熱が完了したら、連結部材２４によるフランジ２３ａと底盤部２２との連結を解除した後、蓋体２３を上方に持ち上げ、隔壁部３を取り出す。隔壁部３を取り出したら、被加熱物１０ａを内部に配置した隔壁部３Ａを密閉部２１内に配して密封状態とした上で、必要な内部雰囲気を形成し、被加熱物１０ａを加熱する。このような構造とすることで、被加熱物の加熱に際して必要な雰囲気を要する場合でも、隔壁部を取り替えて連続的に加熱することができ、マイクロ波加熱炉による時間短縮のメリットをより実効性あるものとすることができる。
【００２６】
また、この実施例のマイクロ波加熱炉２０のハウジング２には、密閉部２１および隔壁部３を外方より冷却するための冷却手段２７が設けられている。具体的には、冷却手段２７は、冷却用ガス供給装置（図示しない）と、冷却用ガス導入管２７ａと、排気管２７ｂとから構成され、ハウジング２内に冷却用ガスを流入可能になっている。これにより、密閉部２１および隔壁部３がマイクロ波を吸収して加熱することをより防止できると共に、密閉部２１および隔壁部３が冷却されて、取り扱いまたは取り出しが容易となる。なお、このような冷却手段は、前述したマイクロ波加熱炉１のハウジング２にも設けられていることが好ましい。
【００２７】
さらに、図３に示したマイクロ波加熱炉３０について説明する。
この実施例のマイクロ波加熱炉３０は、前述したマイクロ波加熱炉２０と同様で特殊な雰囲気（例えば、真空雰囲気、加圧雰囲気、アルゴン雰囲気、窒素雰囲気、水素雰囲気など）下で被加熱物を加熱する際に使用されるものである。以下、マイクロ波加熱炉３０の構成について詳述するが、前述したマイクロ波加熱炉２０と同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。
【００２８】
具体的には、マイクロ波加熱炉３０は、複数の密閉部３１，３２，３３を有している。
密閉部３１は、図中左側に向かって移動可能な第１密閉体３１ａと、図中右側に向かって移動可能な第２密閉体３１ｂとからなり、図のように両者のフランジが接合され、かつフランジ間に介在されたＯリング（図示しない）により、内部に形成される雰囲気を保持可能に構成されている。なお、加熱に際して必要な雰囲気の形成は、第１密閉体３１ａと第２密閉体３１ｂの両端側にそれぞれ設けられた連通管を介して行われる。
【００２９】
そして、密閉部３１の内部には、被加熱物１０を配した隔壁部３が配されており、被加熱物１０の加熱が完了したら、第１密閉体３１ａを図中ｈ方向に移動させ、第２密閉体３１ｂを図中ｉ方向に移動させて接合状態を解除した後、隔壁部３を取り出す。隔壁部３を取り出したら、被加熱物１０ａを内部に配置した隔壁部３Ａを密閉部３１内に配して密封状態とした上で、必要な内部雰囲気を形成し、被加熱物１０ａを加熱する。すなわち、本発明のマイクロ波加熱炉における密閉部の構造は、マイクロ波加熱炉２０の密閉部２１の態様に限定されず、加熱に必要な雰囲気を保持できる構造であればよく、密閉部３１のような態様でもよい。
【００３０】
密閉部３２は、一端部が閉塞した管状体からなり、内部に被加熱物１０を直接配置して加熱する構造となっている。密閉部３２内の雰囲気形成は他端側開放端から行い、被加熱物１０の加熱が完了したら、密閉部３２を図矢印方向（右側方向）に向かって移動させ、ハウジング２から引き抜き可能となっている。なお、密閉部３２は、真空雰囲気のように熱伝導が基本的になく断熱材が不要な場合に使用されるものであり、密閉部３２自体が隔壁部を構成する。
【００３１】
密閉部３３は、両端が開放端の管状体であり、ハウジング２を貫通して配されており、左右いずれの側からもハウジング２から引き抜き可能である点以外は、前述した密閉部３２と同様である。
【００３２】
密閉部３１，３２，３３を構成する材料としては、マイクロ波加熱炉２０の密閉部２１と同様、マイクロ波を透過し易い材料であればどのようなものでもよいが、例えば、石英ガラスなどの耐熱ガラスが好適に使用できる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、被加熱物を加熱した後、次の被加熱物の加熱に速やかに移行することができ、連続的使用が可能となって時間短縮を実現できると共に、同様の温度上昇で被加熱物を加熱でき、再現性に優れたマイクロ波加熱炉となる。
請求項２に記載した発明によれば、上記請求項１の発明の効果に加え、隔壁部がマイクロ波を吸収して加熱することをより防止できると共に、隔壁部が冷却されて取り出し容易となる。
請求項３に記載した発明によれば、被加熱物の加熱に際して必要な雰囲気を密閉可能とするマイクロ波加熱炉において、上記請求項１の発明の効果を実現できる。
請求項４に記載した発明によれば、被加熱物の加熱に際して必要な雰囲気を密閉可能とするマイクロ波加熱炉において、より簡素な構造にて、上記請求項１の発明の効果を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロ波加熱炉の一実施例の概略図である。
【図２】本発明のマイクロ波加熱炉の他の実施例の概略図である。
【図３】本発明のマイクロ波加熱炉の他の実施例の概略図である。
【符号の説明】
１  マイクロ波加熱炉
２  ハウジング
３  隔壁部
４  マイクロ波発生手段
５  導波管
６  回転反射翼
１０  被加熱物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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