(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック生地体を加熱する方法において、前記方法が、
１つ以上のセラミック生地体をマイクロ波加熱チャンバ内に入れる工程、
前記マイクロ波チャンバ内にある前記１つ以上のセラミック生地体の総重量を決定する工程、
マイクロ波源を用いてマイクロ波エネルギーを発生する工程、
前記マイクロ波エネルギーを前記マイクロ波源から前記マイクロ波加熱チャンバに入射させる工程、
前記マイクロ波源から前記マイクロ波加熱チャンバに入射する前記マイクロ波エネルギーの入射電力を測定する工程、
前記マイクロ波加熱チャンバから反射される反射マイクロ波エネルギーの反射電力を測定する工程、及び
前記マイクロ波加熱チャンバ内にある前記１つ以上のセラミック生地体の前記総重量、前記入射電力測定値及び前記反射電力測定値に対応する入力に応答して、前記マイクロ波源から前記マイクロ波加熱チャンバに入射させる前記マイクロ波エネルギーの電力を調節する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記セラミック生地体内の液体の蒸発温度より低い温度に前記セラミック生地体を予備加熱する様式、前記セラミック生地体から液体を蒸発させる様式、前記セラミック生地体内の液体の前記蒸発温度より高い温度に前記セラミック生地体を後加熱する様式、またはこれらの組合せからなる群から選ばれる加熱様式に対する電力散逸係数Ｃ散逸を決定する工程をさらに含み、
前記マイクロ波源から前記マイクロ波加熱チャンバに入射させる前記マイクロ波エネルギーの前記電力が関係式：
【数１】
0005357975.tif 000023
にしたがって調節される、
ここで、
Ｐ源は前記マイクロ波エネルギーの調節された電力、
Ｐ反射は前記反射マイクロ波エネルギーの前記反射電力、
Ｐ入射は前記マイクロ波エネルギーの前記入射電力、
総和：
【数２】
0005357975.tif 000024
は前記マイクロ波加熱チャンバ内に配置された前記セラミック生地体の前記総重量、及び
ηｅは前記マイクロ波源の効率、
である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記マイクロ波エネルギーの前記入射電力が、前記マイクロ波源と前記マイクロ波加熱チャンバとの間に配置された入射電力センサを用いて測定される、及び
前記反射マイクロ波エネルギーの前記反射電力が前記マイクロ波加熱チャンバと前記マイクロ波源の間に配置された反射電力センサを用いて測定される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記マイクロ波源、前記入射電力センサ及び前記反射電力センサに動作可能な態様で接続されたプログラマブルコントローラがさらに用いられ、前記プログラマブルコントローラが、
前記入射電力センサから前記マイクロ波エネルギーの前記入射電力を表す入力として電気信号を受け取る、
前記反射電力センサから前記反射マイクロ波エネルギーの前記反射電力を表す入力として電気信号を受け取る、及び
前記マイクロ波エネルギーの前記入射電力及び前記反射マイクロ波エネルギーの前記反射電力に対応する入力信号並びに前記１つ以上のセラミック生地体の前記総重量に対応する前記入力に基づいて、前記マイクロ波源によって発生される前記マイクロ波エネルギーの前記電力を調節する、
ために動作できることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記プログラマブルコントローラが、前記セラミック生地体内の液体の蒸発温度より低い温度に前記セラミック生地体を予備加熱する様式、前記セラミック生地体から液体を蒸発させる様式、前記セラミック生地体内の液体の前記蒸発温度より高い温度に前記セラミック生地体を後加熱する様式、またはこれらの組合せからなる群から選ばれる加熱様式によって前記セラミック生地体を加熱するようにプログラムされることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は２００８年１０月３１日に出願された米国特許出願第１２/２６２９０２号の優先権の恩典を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は全般的にはセラミック品の作成の方法及び装置に関し、さらに詳しくはマイクロ波を用いるセラミック生地体の加熱及び乾燥の方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
セラミック品の製造には、セラミック生地体から水分を除去するためにガスまたは電気抵抗加熱による対流または対流と輻射の組合せを含む従来の加熱または乾燥が普通に用いられている。しかし、これらの従来の加熱方法にともなう、加熱速度、温度制御及び熱の印加の結果が、大きなエネルギー消費及び一貫しない製品品質であることが多い。
【０００４】
工業的なマイクロ波放射による加熱はセラミック生地体の乾燥を加速するために用いられてきた。従来の加熱と比較すると、マイクロ波エネルギーのセラミック生地体との相互作用によってセラミック体が直接に加熱されるから、マイクロ波加熱はさらに高い加熱速度を提供し、一般に従来の乾燥より高速である。セラミック生地の加熱及び乾燥を行うために一台のマイクロ波アプリケータまたは複数台のマイクロ波アプリケータを用いることができる。
【０００５】
しかし、マイクロ波エネルギーの印加によるセラミック生地体の加熱及び乾燥は他の加熱及び乾燥方法に優る利点を提供するが、現在用いられているマイクロ波加熱／乾燥システムにはいくつかの欠点もある。例えば、現行のマイクロ波加熱／乾燥システムは加熱／乾燥システムのマイクロ波加熱チャンバ内の負荷変動に十分に応答せず、この結果、同じ条件下で乾燥される個々のセラミック生地体の間に温度変化が生じ得る。個々のセラミック生地体間の温度変化は、いくつかのセラミック生地体は十分に乾燥することができず、この結果、再処理が必要になり得るから、マイクロ波加熱／乾燥システムのスループットを低下させ得る。あるいは、セラミック生地体が乾燥されすぎて、クラックが発生し得る。さらに、乾燥後のセラミック生地体の含水量の変動によって、得られるセラミック品の品質及び歩留が悪影響を受け得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、マイクロ波エネルギーによってセラミック生地体の加熱及び乾燥を行うための別の方法、装置及びシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に示され、説明される一実施形態にしたがえば、セラミック生地体を加熱する方法は、マイクロ波加熱チャンバ内に１つ以上のセラミック生地体を入れる工程を含む。マイクロ波加熱チャンバ内にある１つ以上のセラミック生地体の総重量が決定される。マイクロ波エネルギーがマイクロ波源によって発生され、マイクロ波源からマイクロ波加熱チャンバに入射する。マイクロ波源からマイクロ波加熱チャンバに入射するマイクロ波エネルギーの入射電力が測定される。マイクロ波加熱チャンバから反射されて戻る反射マイクロ波エネルギーの反射電力も測定される。マイクロ波加熱チャンバ内にある１つ以上のセラミック生地体の総重量、測定された入射電力及び測定された反射電力に対応する入力に応じて、マイクロ波源からマイクロ波加熱チャンバに入射するマイクロ波エネルギーの電力が調節される。
【０００８】
マイクロ波乾燥機及びセラミック生地体の組合せには、マイクロ波源、入射電力センサ、反射電力センサ、コントローラ及びマイクロ波加熱チャンバが含まれる。マイクロ波源は、マイクロ波源によって発生されたマイクロ波エネルギーがマイクロ波加熱チャンバに入射し、よってマイクロ波加熱チャンバ内の配置されたセラミック生地体を加熱するように、マイクロ波加熱チャンバに動作可能な態様で結合させることができる。入射電力センサは、マイクロ波源とマイクロ波加熱チャンバの間に配置することができ、マイクロ波源からマイクロ波加熱チャンバに入射するマイクロ波エネルギーの入射電力を測定するために動作させることができる。反射電力センサは、マイクロ波加熱チャンバとマイクロ波源の間に配置することができ、マイクロ波加熱チャンバから反射される反射マイクロ波エネルギーの反射電力を測定するために動作させることができる。コントローラは、マイクロ波源、入射電力センサ及び反射電力センサと動作可能な態様で接続することができ、入射電力センサ及び反射電力センサから受け取る電気信号に基づいてマイクロ波源によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力を調節し、よってマイクロ波加熱チャンバ内に配置されたセラミック生地体の加熱を制御するために動作させることができる。
【０００９】
また別の実施形態において、乾燥機システムとセラミック生地体の組合せには、複数のマイクロ波乾燥機及び搬送システムが含まれる。搬送システムがセラミック生地体にそれぞれのマイクロ波乾燥機を通過させるように、マイクロ波乾燥機を搬送システムに合わせて配列することができる。マイクロ波乾燥機は、マイクロ波源、入射電力センサ、反射電力センサ、プログラマブルコントローラ及びマイクロ波加熱チャンバを備えることができる。マイクロ波源は、マイクロ波源によって発生されたマイクロ波エネルギーがマイクロ波加熱チャンバに入射できるように、マイクロ波加熱チャンバに動作可能な態様で結合させることができる。入射電力センサは、マイクロ波源とマイクロ波加熱チャンバの間に配置することができ、マイクロ波源からマイクロ波加熱チャンバに入射するマイクロ波エネルギーの入射電力を測定するために動作させることができる。反射電力センサは、マイクロ波加熱チャンバとマイクロ波源の間に配置することができ、マイクロ波加熱チャンバから反射される反射マイクロ波エネルギーの反射電力を測定するために動作させることができる。コントローラは、マイクロ波源、入射電力センサ及び反射電力センサと動作可能な態様で接続することができ、入射電力センサ及び反射電力センサから受け取る電気信号に基づいてマイクロ波源によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力を調節するために動作させることができる。マイクロ波乾燥機は、マイクロ波加熱チャンバを通過するセラミック生地体を選択的に加熱するように、個別にプログラムすることができる。
【００１０】
本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、あるいは、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を含み、添付図面も含む、本明細書に説明されるように本発明を実施することによって認められるであろう。
【００１１】
上述の全般的説明及び以下の詳細な説明が本発明の実施形態を提示し、特許請求されるような本発明の本質及び特質の理解のための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。添付図面は本発明のさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて、本明細書の一部をなす。図面は本発明の様々な実施形態を示し、記述とともに本発明の原理及び動作の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本明細書に示され、説明される、１つ以上の実施形態にしたがう、マイクロ波を用いてセラミック生地体を加熱するためのマイクロ波乾燥機の略図である。
【図２】図２は、本明細書に示され、説明される、１つ以上の実施形態にしたがう、マイクロ波を用いてセラミック生地体を加熱する方法を検証するために用いられるマイクロ波乾燥試験装置の略図である。
【図３】図３は、図２に示されるマイクロ波乾燥試験装置によって測定された温度データと、本明細書に示され、説明される、本発明の一実施形態にしたがう、入射マイクロ波電力及び反射マイクロ波電力を用いて計算された温度データを比較するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書に示され、説明される、一実施形態にしたがう、セラミック生地体を加熱するためのマイクロ波乾燥機を示す、図１をここで詳細に参照する。マイクロ波乾燥機は一般に、マイクロ波加熱チャンバ、マイクロ波源、入射電力センサ、反射電力センサ及びプログラマブルロジックコントローラを備える。マイクロ波乾燥機の様々な要素、マイクロ波乾燥機を用いるシステム及びセラミック生地体を加熱する方法が本明細書でさらに詳細に論じられる。可能であれば必ず、図面全体を通して同じ参照数字が同じかまたは同様の要素を指して用いられる。
【００１４】
図１に示されるように、セラミック生地体を加熱するためのマイクロ波乾燥機１００は一般に、マイクロ波源１１２，マイクロ波加熱チャンバ１０２，プログラマブルロジックコントローラ(ＰＬＣ)１２２，入射電力センサ１１６，及び反射電力センサ１１８を備える。
【００１５】
マイクロ波加熱チャンバ１０２は一般に、搬入口１０６，搬出口１０８，側壁１０４，上面１１０及び底面(図示せず)を備える。一実施例において、側壁１０４，上面１１０及び底面は、高導電率及び２００℃の範囲の温度における耐酸化性を示す、マイクロ波不透過性の非磁性材料で形成することができる。マイクロ波加熱チャンバ１０２の上面１１０，底面及び側壁１０４のそれぞれは、絶縁体(例えばガラス繊維または同等の絶縁材料)を間に入れた内殻及び外殻を有することができる。マイクロ波加熱チャンバ１０２は、マイクロ波加熱チャンバ１０２のフロー軸に沿って(例えばＡからＢに向かう矢印の方向に)マイクロ波加熱チャンバ１０２の内部をセラミック生地体が連続的に通過できるように構成することができる。このフロー軸は、マイクロ波乾燥機１００が連続処理装置である場合のように、マイクロ波加熱チャンバ１０２を通るセラミック生地体１２６の経路にほぼ一致する。マイクロ波加熱チャンバ１０２の搬入口１０６及び搬出口１０８には、セラミック生地体１２６のマイクロ波加熱チャンバ１０２の出入りは可能にしたままでチャンバからの輻射漏洩を抑えるための、シールドを装着することができる。
【００１６】
一実施形態において、マイクロ波加熱チャンバ１０２は、マイクロ波加熱チャンバ１０２が与えられたマイクロ波周波数範囲において多数の共振モードをサポートできるように、マルチモード対応とすることができる。別の実施形態において、マイクロ波加熱チャンバはマイクロ波加熱チャンバ内に一様な電場分布を与えるためにモード撹拌機(図示せず)を備える。
【００１７】
連続処理を容易にするため、マイクロ波乾燥機１００は、マイクロ波加熱チャンバ１０２を通してセラミック生地体１２６を搬送するための搬送システム１２４を備えることができる。搬送システム１２４はマイクロ波加熱チャンバ１０２の搬入口１０６から内部を通って搬出口１０８まで延びることができる。一実施形態において、搬送システム１２４は、ベルトコンベアまたはチェーンコンベアのような、コンベアを備え、コンベアの上にセラミック生地体を配置することができる。しかし、搬送システム１２４がマイクロ波加熱チャンバ１０２を通して搬入口１０６から搬出口１０８までセラミック生地体を搬送するに適するいかなるシステムも備え得ることは当然である。したがって、マイクロ波加熱チャンバ１０２を通してセラミック生地体を搬送するために用いられる搬送システムのタイプについて特に限定するつもりはない。
【００１８】
マイクロ波加熱チャンバ１０２にマイクロ波電力を向けるためのマイクロ波源１１２は、マイクロ波源１１２によって発生されたマイクロ波エネルギーがマイクロ波加熱チャンバ１０２に入射できるように、マイクロ波加熱チャンバ１０２に動作可能な態様で結合させることができる。一実施形態において、マイクロ波源１１２は、導波路または漏洩導波路(図示せず)のような、マイクロ波送信線によってマイクロ波加熱チャンバ１０２に動作可能な態様で結合させることができる。マイクロ波源１１２は、マイクロ波源１１２によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力及び周波数を本明細書でさらに詳細に論じられるように調節できるような、可調マイクロ波発生器または可調マイクロ波源とすることができる。
【００１９】
一実施形態において、マイクロ波エネルギーを発生するために用いられるマイクロ波源１１２は従来のマグネトロンのいずれかを電力可調機能とともに備えることができる。発生されるマイクロ波エネルギーの周波数は約９００ＭＨｚ(０.９ＧＨｚ)より高くすることができる。一実施形態において、マイクロ波源によって発生されるマイクロ波エネルギーの周波数は約１０ＭＨｚ〜約１００ＧＨｚであり、さらに詳しくは、一般に米国における工業用マイクロ波帯に相当する約１ＧＨｚ〜約２.４５ＧＨｚの周波数である。他国においては、約１０ＭＨｚ〜約１００,０００ＭＨｚの範囲の別のマイクロ波周波数が利用され得る。発生されるマイクロ波エネルギーの電力が、マイクロ波加熱チャンバ１０２内のセラミック生地体の温度をセラミック生地体の乾燥に有効な温度まで高めるに必要なパワーより大きくなることはないであろう。一般に、マイクロ波源１１２は、放射マイクロ波電力が２００ｋＷまでの範囲で変わるように動作させることができる。例えば、マイクロ波源１１２は、約２０ＭＨｚから約５０００ＭＨｚまでの周波数で約３０ｋＷ〜約６０ｋＷの電力を有するマイクロ波エネルギーを発生することができるであろう。このタイプのマグネトロンは、負荷(例えば、マイクロ波加熱チャンバ内のセラミック生地体の、セラミック生地体内の水分の重量を含む、総重量)、セラミック生地体の形状寸法、セラミック生地体の組成、セラミック生地体の位置及びマイクロ波加熱チャンバをセラミック生地体が通過する速度を含むが、これらには限定されない、いくつかの要因に依存して１〜１０分の短時間でセラミック生地体内の温度を乾燥温度まで急速に高めるに十分なマイクロ波エネルギーを発生することができる。
【００２０】
図１に示されるように、マイクロ波源１１２とマイクロ波加熱チャンバ１０２の間にサーキュレータ１１４を挿入することができる。マイクロ波源１１２からマイクロ波加熱チャンバ１０２に送られるマイクロ波エネルギー(例えば入射マイクロ波エネルギー１４０)はサーキュレータを通過してマイクロ波加熱チャンバ１０２に入射する。マイクロ波エネルギーはマイクロ波加熱チャンバ１０２から反射されてマイクロ波源１１２に向けて戻ることもあり得る。反射マイクロ波エネルギー１４２はサーキュレータ１１４により、サーキュレータ１１４に動作可能な態様で接続された、消散負荷１２０に転流され、よって反射マイクロ波エネルギー１４２によるマイクロ波源１１２への損傷が防止される。
【００２１】
マイクロ波源１１２の制御を容易にするため、マイクロ波源をプログラマブルロジックコントローラ(ＰＬＣ)１２２に電気的に接続することができる。ＰＬＣ１２２はマイクロ波源１１２によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力及び周波数を変えるために動作することができる。一実施形態において、ＰＬＣ１２２は、マイクロ波源１１２に信号を送ってマイクロ波源１１２によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力及び／または周波数を変えるように動作することができる。ＰＬＣ１２２は、マイクロ波源１１２によって発生されているマイクロ波エネルギー１４０の電力及び／または周波数を表す、マイクロ波源１１２からの信号を受け取るように動作することもできる。
【００２２】
発明者等は、入射マイクロ波エネルギー１４０の内のマイクロ波加熱チャンバ１０２において散逸される量(例えば、入射マイクロ波エネルギー１４０の内の、マイクロ波加熱チャンバ内に配置されたセラミック生地体１２６の加熱及び乾燥に費やされる部分)が、負荷(例えば、マイクロ波アプリケータ内のセラミック生地体の全重量及び／または、生地体の一部しかアプリケータに入っていない場合の、生地体の部分重量の総和に等しい、マイクロ波加熱チャンバ１０２内のセラミック生地体の総重量)、分布(例えばセラミック生地体間隔)、マイクロ波加熱チャンバ１０２内に配置されたセラミック生地体の組成及び形状寸法のような要因に依存して変化し得ることを見いだした。セラミック生地体の形状寸法は、本明細書で用いられるように、セラミック生地体の形状及びセラミック生地体の構造のいずれも指す。例えば、セル壁が薄いセル構造を有するセラミック生地体は、セル壁が厚いセラミック生地体とは異なる態様でマイクロ波エネルギーを反射し得る。さらに、セラミック生地体の組成も生地体がマイクロ波エネルギーを反射する態様に影響し得る。例えば、誘電率が低い材料は誘電率が高い材料より多くのマイクロ波エネルギーを反射し得る。
【００２３】
入射マイクロ波エネルギー１４０の内のマイクロ波加熱チャンバ１０２内で散逸されない部分は、マイクロ波加熱チャンバ１０２によって反射され、反射マイクロ波エネルギー１４２としてマイクロ波源に向けて戻される。発明者等はまた、マイクロ波加熱チャンバ１０２内で散逸されるマイクロ波エネルギーの可変性によって同じ強さの入射マイクロ波電力で加熱されるセラミック生地体の間に温度変動が生じると判断した。そのような温度変動は、セラミック生地体の乾燥不足(例えば「コールドログ」状態)またはセラミック生地体の乾燥過剰(例えば「ホットログ」状態)をもたらすことができ、これらはいずれも，マイクロ波乾燥機１００及びマイクロ波乾燥機が組み込まれているセラミック製造プロセスのスループットに強い悪影響を与えることができ、最終セラミック製品の品質にも悪影響を与え得る。さらに、発明者等は、とりわけ、入射マイクロ波エネルギー１４０の電力及び反射マイクロ波エネルギー１４２の電力を測定し、測定値に基づいてマイクロ波源１１２によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力を調節することで、セラミック生地体間の温度変動を小さくすることができ、コールドログ状態及びホットログ状態の発生を低減及び／または軽減させ得ることも見いだした。
【００２４】
図１を再び参照すれば、マイクロ波乾燥機１００は入射電力センサ１１６及び反射電力センサ１１８を備えることができる。入射電力センサ１１６はマイクロ波源１１２とマイクロ波加熱チャンバ１０２の間に配置され、入射マイクロ波エネルギー１４０の電力を測定するために動作することができる。反射電力センサ１１８はマイクロ波加熱チャンバ１０２とマイクロ波源１１２の間、詳しくはマイクロ波加熱チャンバとサーキュレータ１１４の間に配置され、反射マイクロ波エネルギー１４２の電力を測定するために動作することができる。一実施形態において、入射電力センサ１１６及び反射電力センサ１１８には誤差が±約５％のマイクロ波電力センサを含めることができる。例えば、適する電力センサには、誤差精度が±０.５％より高い、Agilent Technologiesで製造されたＥシリーズ電力センサのＥ９３００Ａを含めることができる。しかし、同様の精度を有するいずれの電力センサも用い得ることは当然である。
【００２５】
入射電力センサ１１６が入射マイクロ波エネルギー１４０の電力を表す電気信号をＰＬＣ１２２に送ることができるように、入射電力センサ１１６を電気リード１２８を介してＰＬＣ１２２に電気的に接続することができる。同様に、反射電力センサ１１８が反射マイクロ波エネルギー１４２の電力を表す電気信号をＰＬＣ１２２に送ることができるように、反射電力センサ１１８を電気リード１３２を介してＰＬＣ１２２に電気的に接続することができる。
【００２６】
一実施形態において、図１に示されるように、入力デバイス１３４にもＰＬＣ１２２を電気リード１３０を介して電気的に接続することができる。入力デバイス１３４は、マイクロ波加熱チャンバ１０２内に配置されたセラミック生地体１２６の負荷すなわち総重量または総重量を表す電気信号をＰＬＣ１２２に送るために動作することができる。セラミック生地体の重さまたは重量は、本明細書に用いられるように、セラミック体のセラミック材料の重量にセラミック生地体の形成中にセラミック材料に導入された水及び／またはいずれかの溶剤またはその他の処理剤を含むが、これらには限定されない、セラミック生地体内のいずれの液体の重量も合わせた重量を指す。一実施形態において、入力デバイスは、マイクロ波乾燥機１００の運転員がマイクロ波加熱チャンバ１０２に入るセラミック生地体の重量を手作業で入力できるようにＰＬＣ１２２に動作可能な態様で接続された、キーボードまたはキーパッドとすることができる。セラミック生地体の重量は、セラミック生地体がマイクロ波加熱チャンバに入る前に搬送システムからセラミック生地体を定期的に取り出し、セラミック生地体の重量を測定することによって、決定することができる。セラミック生地体の重量測定値は次いで入力デバイス１３４に入力されて、ＰＬＣ１２２に転送される。
【００２７】
別の実施形態において、入力デバイス１３４には、マイクロ波加熱チャンバ１０２内のセラミック生地体の総重量がいずれの一時にも知られているように、搬送システム１２４に沿って配置され、セラミック生地体がマイクロ波加熱チャンバ１０２に入る際にそれぞれのセラミック生地体の重量を測定するために動作することができる、はかりまたはその他の測定具を含めることができる。例えば図１に示されるように、光検出器、超音波検出器、、等のような、検出器１５４を搬送システム１２４の近くに配置し、電気リード１５６を介してＰＬＣ１２２に動作可能な態様で接続することができる。検出器１５４は、セラミック生地体１２６が搬送システム１２４上で搬送されている間、セラミック生地体１２６の一部体の数を含む、マイクロ波加熱チャンバ１０２内にあるセラミック生地体１２６の数を決定するために動作することができる。この情報に基づいて、ＰＬＣ１２２はいずれの一時においてもマイクロ波加熱チャンバ１０２内に配置されたセラミック生地体の総重量を決定するために動作することができる。
【００２８】
さらに、高温計または光ファイバ温度センサのような、温度センサ１５４を搬送システム１２４の近くに配置し、電気リード１５０を介してＰＬＣ１２２に動作可能な態様で接続することができる。温度センサ１５０は、セラミック生地体がマイクロ波加熱チャンバ１０２に入る際のセラミック生地体の温度を決定して、この情報をＰＬＣ１２２に送るために動作することができる。ＰＬＣ１２２は温度データを用いて、セラミック生地体がマイクロ波加熱チャンバ１０２を出るときに所望の水分含有量を有しているように、加熱量(例えば、印加が必要なマイクロ波エネルギー量)を近似することができる。
【００２９】
また別の実施形態において、入力デバイス１３４は、マイクロ波加熱チャンバ１０２内に配置されるセラミック生地体１２６の、数、重量、幾何学的形状及び材料組成を表す電気信号をＰＬＣ１２２に送るために動作することができる。さらに詳しくは、入力デバイス１３４は、上述したように、キーボードまたはキーパッドとすることができ、マイクロ波乾燥機の運転員が数、重量、幾何学的形状及び材料組成を入力デバイスに入力することができ、入力デバイスは続いてこれらの変数を表す電気信号をＰＬＣ１２２に送る。この実施形態において、ＰＬＣ１２２は、入力デバイス１３から受け取る信号を処理するため及び、この信号を用い、それに応じてマイクロ波源によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力及び／または周波数を調節するために、動作することができる。例えば、セラミック生地体の幾何学的形状及び材料組成が入力デバイス１３４に入力されたときに、マイクロ波源によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力を高めるかまたは低めるようにＰＬＣ１２２をプログラムすることができる。
【００３０】
ＰＬＣ１２２は、入射電力センサ１１６，反射電力センサ１１８，入力デバイス１３４，検出器１５４及び／または温度センサ１５０から受け取られる電気信号に基づいて、マイクロ波源１１２によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力及び／または周波数を変えるようにプログラムすることができる。例えば、動作において、マイクロ波乾燥機１００のマイクロ波加熱チャンバ１０２の搬入口１０６にセラミック生地体１２６が搬入されるように、１つ以上のセラミック生地体１２６を搬送システム１２４に載せることができる。マイクロ波乾燥機１００のＰＬＣ１２２は、マイクロ波加熱チャンバ１０２を通過しているセラミック生地体１２６があらかじめ定められた温度に加熱されるように、マイクロ波源１１２によって発生されてマイクロ波加熱チャンバ１０２に送り込まれるマイクロ波エネルギーを調節するようにプログラムすることができる。例えば、マイクロ波乾燥機１００は、マイクロ波加熱チャンバ１０２内のセラミック生地体を予備加熱するか、蒸発加熱するかまたは後加熱するために動作することができる。本明細書の用いられるように、予備加熱は、セラミック生地体内の液体の実質的な蒸発をおこさせない、セラミック生地体の加熱を指す。蒸発加熱は、本明細書で用いられるように、セラミック生地体内部の水分が蒸発し、よってセラミック生地体から除去されるような温度へのセラミック生地体の加熱及び維持を指す。後加熱は、本明細書で用いられるように、セラミック生地体からさらにいかなる液体も除去するために水の蒸発温度をこえる温度へのセラミック生地体の加熱を指す。マイクロ波乾燥機１００の動作条件は、セラミック生地体の、予備加熱、蒸発加熱及び後加熱に必要な温度を達成するために、ＰＬＣ１２２を用いて調節することができる。
【００３１】
一実施形態において、マイクロ波加熱チャンバ１０２に入るセラミック生地体のそれぞれの重量は入力デバイス１３４を介してＰＬＣ１２２に転送される。このデータは手作業で入力されるかあるいは、別の実施形態において、入力デバイス１３４に動作可能な態様で関連付けられ、マイクロ波加熱チャンバ１０２に入る前にセラミック生地体１２６の重量を測定するために動作することができる、はかりまたは同様の測定具の上をセラミック生地体１２６が通る場合のように、自動的に入力される。
【００３２】
セラミック生地体がマイクロ波加熱チャンバ１０２を通過している間にマイクロ波源１１２からマイクロ波加熱チャンバ１０２に送り込まれる入射マイクロ波エネルギー１４０の電力は入射電力センサ１１６によって測定され、入射電力センサ１１６は入射マイクロ波エネルギーの電力を表す信号をＰＬＣ１２２に送る。マイクロ波加熱チャンバ１０２から反射される反射マイクロ波エネルギー１４２の電力は反射電力センサ１１８によって測定され、反射電力センサ１１８は反射マイクロ波エネルギーの電力を表す信号をＰＬＣ１２２に送る。ＰＬＣ１２２は、マイクロ波源１１２により発生されるマイクロ波エネルギーの電力を、入射電力センサ１１６，反射電力センサ１１８，温度センサ１５０及び検出器１５４から受け取られる信号並びに入力デバイス１３４から受け取られる(例えば、重量、組成及び／または形状寸法の)信号に基づいて調節し、よってマイクロ波加熱チャンバ内に配置されたセラミック生地体１２６を所望の、予備加熱温度、蒸発加熱温度または後加熱温度に加熱するように、プログラムすることができる。反射エネルギーの電力の大きさは少なくともある程度、マイクロ波加熱チャンバ内に配置されたセラミック生地体の(セラミック生地体内の水分または液体の組成を含む)組成及び形状寸法の影響を受ける。したがって、マイクロ波源によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力が反射マイクロ波エネルギーの電力測定値に基づいて調節される場合、形状寸法及び組成のような要因も考慮されることになる。しかし、セラミック生地体の組成及び形状寸法に関する情報は、入力デバイス１３４を用いて別途にＰＬＣ１２２に入力されて、発生されるマイクロ波エネルギーの電力を調節するために用いられることも当然である。したがって、マイクロ波乾燥機１００は、入射電力センサ１１６及び反射電力センサ１１８及び／または温度センサ１５０，検出器１５４及び入力デバイス１３４から受け取られるフィードバック信号に基づく閉ループフィードバック制御によって制御することができる。
【００３３】
一実施形態において、ＰＬＣは、マイクロ波エネルギー源によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力を関係式：
【数１】
0005357975.tif 000002
【００３４】
にしたがって調節するようにプログラムすることができる。ここで、Ｐ源は調節されたマイクロ波源の電力、Ｃ散逸はマイクロ波加熱チャンバにあるセラミック生地体の所望の状態(例えば、温度及び／または含水量)に対する、セラミック生地体の組成及びセラミック生地体の形状寸法に基づく、電力散逸係数、
【数２】
0005357975.tif 000003
【００３５】
はマイクロ波加熱チャンバ内のセラミック生地体の総重量、ηｅはマイクロ波電力源の効率係数、Ｐ反射はマイクロ波加熱チャンバから反射される反射マイクロ波エネルギーの電力、Ｐ入射はマイクロ波加熱チャンバに入射するマイクロ波エネルギーの電力である。この数式は、ここでさらに詳細に論じられる、マイクロ波加熱チャンバ内に配置されたセラミック生地体の熱収支から導かれる。
【００３６】
ある時間ｔにかけてマイクロ波加熱チャンバ内に配置されるＮ個のセラミック生地体のｋ番目のセラミック生地体(例えば、それぞれのセラミック生地体はＮ個のセラミック生地体のｋ番目のセラミック生地体であって、ｋは１からＮの整数である)の熱収支は、特定の温度条件に対して、温度Ｔｋについての微分方程式(１)：
【数３】
0005357975.tif 000004
【００３７】
及び乾燥度Ｄｋについての微分方程式(２)：
【数４】
0005357975.tif 000005
【００３８】
として表すことができる。ここで、ｐｋ_散逸はセラミック生地体ｋの散逸電力、ｗｋはセラミック生地体ｋの初期重量、Ｃｐ_湿及びＣｐ_乾はそれぞれ、セラミック生地体が湿っているとき及び乾燥しているときの、セラミック生地体の熱容量、Ｈｖは水の潜熱、Ｔｅは水の蒸発温度、ＲＨ２Ｏは重量％によるバッチ内水組成である。
【００３９】
第ｋセラミック生地体の散逸電力をマイクロ波加熱チャンバの散逸電力(Ｐ散逸)に関係付けるため、第ｋセラミック生地体の散逸電力が式(３)：
【数５】
0005357975.tif 000006
【００４０】
となるような、競合因子ｆｋを導入することができる。マイクロ波加熱チャンバ内のセラミック生地体だけがマイクロ波電力を散逸するとすれば、Ｎ個のセラミック生地体のそれぞれに対する競合因子はマイクロ波加熱チャンバ内の散逸電力に対してエネルギー保存則を満たすべきであり、よって式(４)：
【数６】
0005357975.tif 000007
【００４１】
となる。
【００４２】
エネルギー保存則に基づけば、マイクロ波加熱チャンバ内で散逸されるマイクロ波電力(例えば、マイクロ波加熱チャンバ内のセラミック生地体の加熱及び乾燥に費やされるマイクロ波電力)(Ｐ散逸)は、マイクロ波加熱チャンバに送り込まれる入射マイクロ波エネルギーの電力(Ｐ入射)及びマイクロ波加熱チャンバから反射される反射マイクロ波エネルギーの電力(Ｐ反射)に関して式(５)：
【数７】
0005357975.tif 000008
【００４３】
のように表すことができる。
【００４４】
散逸電力が、マイクロ波加熱チャンバ内に配置されたセラミック生地体の間で、それぞれのセラミック生地体の重量にしたがって分配されるとすれば、それぞれのセラミック生地体に対する競合因子は式(６)：
【数８】
0005357975.tif 000009
【００４５】
と書くことができる。
【００４６】
式(３)及び(６)を用いれば、微分方程式(１)及び(２)は式(７)：
【数９】
0005357975.tif 000010
【００４７】
及び式(８)：
【数１０】
0005357975.tif 000011
【００４８】
と書くことができる。
【００４９】
マイクロ波加熱チャンバに入る前の全てのセラミック生地体の初期状態(例えば含水量及び重量)が同じであれば、微分方程式(７)及び(８)の右辺の項をＮ個のセラミック生地体のそれぞれに対して一定に保つことにより、マイクロ波加熱チャンバを出るセラミック生地体が同じ最終状態(例えば、温度、含水量及び重量)にあることが達成され得る。これは、電力散逸係数(Ｃ散逸)が式(９)：
【数１１】
0005357975.tif 000012
【００５０】
と定義される定数であるように、Ｎ個のセラミック生地体に対して散逸電力(Ｐ散逸)を一定に保つことによって達成される。式(９)を書き換えると、マイクロ波加熱チャンバ内で散逸される電力を定める関係式(１０)：
【数１２】
0005357975.tif 000013
【００５１】
が得られる。
【００５２】
したがって、マイクロ波加熱チャンバの散逸電力はマイクロ波加熱チャンバ内に配置されたセラミック生地体の重量に正比例して変化する。電力散逸係数(Ｃ散逸)は、マイクロ波加熱チャンバを通過しているセラミック生地体の所要の状態変化(例えば、指定された時間内のセラミック生地体の所望の温度変化及び／または指定された時間内のセラミック生地体の所望の乾燥度変化)にしたがって、式(７)及び(８)を用いて決定することができる。
【００５３】
例えば、重量及び湿っているときの熱容量(Ｃｐ_湿)が知られている複数のＮ個のセラミック生地体に対して、それぞれのセラミック生地体が指定された時間(ｄｔ)をかけて指定された温度に達すること(例えばｄＴの温度上昇)が望ましいであろう。指定された温度、時間、セラミック生地体の重量及び熱容量を用いて、Ｐ散逸に対する式(７)を解くことができる。次いで、式(９)においてＰ散逸及びセラミック生地体の総重量を用いて電力散逸係数(Ｃ散逸)を決定することができる。次いで、決定されたＣ散逸の値を用いて、本明細書でさらに論じられるように、セラミック生地体の所望の最終温度及び／または乾燥度を得るためにマイクロ波源によって発生されるマイクロ波エネルギーの適切な電力を決定することができる。マイクロ波加熱チャンバを出るセラミック生地体に対する所望の最終温度及び／または乾燥度に達するに必要な、マイクロ波源によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力をさらに精確に決定するためには、マイクロ波源の効率を考慮しなければならない。マイクロ波源によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力(Ｐ源)は、マイクロ波源の１００％ではない効率及び損失により、マイクロ波源から入射する入射マイクロ波エネルギーの電力(Ｐ入射)と同じ大きさではないであろう。しかし、発生されるマイクロ波エネルギーの電力(Ｐ源)は、効率係数(ηｅ)を用いて式(１１)：
【数１３】
0005357975.tif 000014
【００５４】
のように、入射マイクロ波エネルギーの電力に関係付けることができる。
【００５５】
反射電力と入射電力は反射因子ρによって、式(１２)：
【数１４】
0005357975.tif 000015
【００５６】
のように関係付けることができる。ここで、ρはマイクロ波源とマイクロ波加熱チャンバを結合する導波路の特性インピーダンスＺ０及びマイクロ波加熱チャンバの負荷インピーダンスＺＬによって、式(１３)：
【数１５】
0005357975.tif 000016
【００５７】
のように決定される。したがって、式(１１)及び(１２)を用いれば、式(５)を式(１４)：
【数１６】
0005357975.tif 000017
【００５８】
と書き換えることができる。
【００５９】
式(１４)を用いれば、式(１０)は式(１５)：
【数１７】
0005357975.tif 000018
【００６０】
と書き換えることができ、これは別の形の式(１６)：
【数１８】
0005357975.tif 000019
【００６１】
と書き換えることができる。式(１５)または式(１６)は、マイクロ波源(例えばマグネトロン)によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力(Ｐ源)を調節及び制御して、マイクロ波加熱チャンバを出るときに所望の温度及び／または乾燥度を有するセラミック生地体を得るために用いることができる。
【００６２】
さらに詳しくは、上で論じたように式(７)及び(８)を式(９)とともに用いて、特定のセラミック生地体がマイクロ波加熱チャンバを出るときに特定の状態(例えば最終温度及び／または乾燥度)の達しているに必要な電力散逸係数(Ｃ散逸)について解くことができる。その後、電力散逸係数は、セラミック生地体が所望の最終温度及び／または乾燥度に達するように、マイクロ波源によって発生されなければならないマイクロ波エネルギーの電力を決定するために、式(１６)に代入されて、マイクロ波加熱チャンバ内に配置されたセラミック生地体の重量測定値、入射マイクロ波エネルギーの電力測定値、反射マイクロ波エネルギーの電力測定値及びマイクロ波源の効率係数とともに用いられる。
【００６３】
図２を参照すれば、式(１６)に至るために用いた仮定を実験で検証するために用いた、マイクロ波乾燥試験装置２００が示される。マイクロ波乾燥試験装置２００は全般的に、マイクロ波源２１２で発生されたマイクロ波エネルギーがマイクロ波加熱チャンバ２０２に入射するように、マイクロ波加熱チャンバ２０２に動作可能な態様で結合されたマイクロ波源２１２を備える。マイクロ波源２１２は約７５ｋＷまでの範囲の可調電力を有するマイクロ波エネルギーを与えることができる９１５ＭＨｚマグネトロンを有する。マイクロ波源２１２はマイクロ波源２１２の電力を変えるために動作することができる制御ユニット２１２に電気的に結合させた。マイクロ波源２１２とマイクロ波加熱チャンバ２０２の間にサーキュレータ２１４を配置し、マイクロ波源２１２からマイクロ波加熱チャンバ２０２に入射するマイクロ波エネルギー２４０がサーキュレータ２１４を通過し、マイクロ波加熱チャンバ２０２から反射されたマイクロ波エネルギーがサーキュレータ２１４で転流されて、サーキュレータ２１４に動作可能な態様で取り付けられた消散負荷２２０に入るようにした。
【００６４】
マイクロ波乾燥試験装置２００はパワーセンサ２１６，特にAgilent Technologiesで製造されたＥ９３００Ａパワーセンサも備える。パワーセンサ２１６は、入射マイクロ波エネルギー２４０または反射マイクロ波エネルギー２４２のパワーセンサ２１６への結合を容易にする、２つの方向性結合器(図示せず)を有する導波路２１８を用いて、マイクロ波乾燥試験装置２００に動作可能な態様で結合させた。
【００６５】
検証試験を実施するため、量を測定した水２２６をマイクロ波加熱チャンバな２０２内においた。データ収集システム２２８の光ファイバ温度プローブ２２４を水２２６内に入れた。データ収集システム２２８は、プローブ２２４で測定されたままの水の温度を表示及び記録するために動作することができる。マイクロ波電力源２１２に接続されたＰＬＣ２２２を、マイクロ波電力源２１２が指定された時間にわたりあらかじめ定められた電力レベルで動作するように設定した。マイクロ波加熱チャンバ２０２内の水の最終温度が間違いなく１００℃をこえないように電力レベル及び時間を選んだ。水の重量、水の初期温度、時間、入射マイクロ波エネルギーの電力測定値、反射マイクロ波エネルギーの電力測定値及び、得られた、上昇温度測定値(ΔＴＭ)を、５回の相異なる検証実験について下の表１に示す。
【表１】
0005357975.tif 000020
【００６６】
温度上昇について本明細書に説明される方法を用いて計算した値も表１に示す。計算値(ΔＴＣ)については、マイクロ波加熱チャンバ内で散逸されるマイクロ波電力が入射マイクロ波エネルギーの電力と反射マイクロ波エネルギーの電力の差であると仮定されており、これは本明細書に説明される制御モデルの基礎をなしている。対応する温度上昇は上の式(７)及び(５)から、
【数１９】
0005357975.tif 000021
【００６７】
のように決定することができる。ここで、ΔＴＣは水の温度上昇、Ｐ入射は入射マイクロ波エネルギーの電力、Ｐ反射は反射マイクロ波エネルギーの電力、Ｃｐ_水は水試料の熱容量、ＷＷは(マイクロ波加熱チャンバ内には１つに水試料しか入っていないことから、式(７)の総和：
【数２０】
0005357975.tif 000022
【００６８】
からＷＷに略記された)水の重量、ｔは加熱時間である。図３に示されるように、入射マイクロ波エネルギーの電力、反射マイクロ波エネルギーの電力及び負荷(例えば水試料の重量)を用いて計算したままのΔＴＣは実温度上昇測定値(ΔＴＭ)と良い一致を示す。
【００６９】
したがって、図３の実験結果は、マイクロ波加熱チャンバにおける温度の正確な予測及び制御を行うためには、入射マイクロ波エネルギー及び反射マイクロ波エネルギーのいずれの電力も、マイクロ波加熱チャンバ内に入れられた材料の重量とともに考慮されるべきであることを示している。さらに、図３に示される実験結果により、本明細書に説明されるマイクロ波源の制御方法の展開においてなされた仮定が検証され、本方法をマイクロ波加熱チャンバの温度に関する制御を改善し、よって入射マイクロ波電力のような同じ乾燥条件にさらされているセラミック生地体間の温度変動を低減するために用い得ることが確証される。
【００７０】
図１を再び参照すれば、式(１６)で定められる数学的関係が、図１に示されるマイクロ波加熱器のような、マイクロ波加熱器とともに、マイクロ波乾燥機の閉ループフィードバック制御を達成し、よってマイクロ波乾燥機を通過しているセラミック生地体の間の温度変動を低減するために用いられ得ることが、今では当然である。
【００７１】
さらに詳しくは、マイクロ波源１１２によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力を式(１６)にしたがって調節するように、マイクロ波乾燥機１００のＰＬＣ１２２をプログラムすることができる。この実施形態において、マイクロ波源１１２の効率係数(ηｅ)は、反射電力及び入射電力を測定して効率係数を式(１１)を用いて決定することにより、測定時に合わせて、計算することができる。入射マイクロ波エネルギーの電力(Ｐ入射)及び反射マイクロ波エネルギーの電力(Ｐ反射)はそれぞれ入射電力センサ１１６及び反射電力センサ１１８を用いて決定することができ、電力測定値を表す電気信号がＰＬＣ１２２に送られて、式(１６)とともに用いられる。セラミック生地体の重量は、入力デバイス１３４を用いてＰＬＣ１２２に手作業で、または、セラミック生地体の重量をマイクロ波加熱チャンバ１０２に入れる前に量るために動作することができるはかりまたはその他の測定具に入力デバイスが動作可能な態様で接続されているときのように、自動的に入力することができる。最後に、式(７)，(８)及び(９)を用いて、セラミック生地体の所望の温度及び／または乾燥度に対し、電力散逸係数(Ｃ散逸)を計算することができる。この情報を式(１６)の数学的関係とともに用いて、マイクロ波乾燥機１００のＰＬＣ１２２は、マイクロ波加熱チャンバ１０２内のセラミック生地体が所望の温度に加熱されるように、マイクロ波源１１２によって発生されるマイクロ波エネルギーの電力を詳説するために動作することができる。
【００７２】
さらに、予備加熱、蒸発加熱及び後加熱について、所望のタイプの加熱に対する電力散逸係数(Ｃ散逸)を決定することによってマイクロ波乾燥機１００を特に構成するために、式(１６)を用い得ることも当然である。
【００７３】
セラミック製造作業におけるセラミック生地体乾燥のためのシステムに、本明細書に示され、説明される、制御方法及びマイクロ波乾燥機を使用できることも当然である。一実施形態において、複数の、図１に示されるような乾燥機を、本明細書に説明される搬送システムのような、搬送システムに沿って、搬送システム上に配置されたセラミック生地体が１つのマイクロ波加熱チャンバから次のマイクロ波加熱チャンバに搬送され得るように、配置することができる。それぞれのマイクロ波乾燥機は、加熱チャンバ内に配置されたセラミック生地体を、そのセラミック生地体がそのマイクロ波加熱チャンバを出て次のマイクロ波乾燥機に進む前に、指定された強さで加熱するようにプログラムすることができる。さらに詳しくは、システム内のそれぞれのマイクロ波乾燥機のＰＬＣは上の式(１６)にしたがってマイクロ波源の電力を制御するようにプログラムすることができる。さらに、式(１６)に用いられる電力散逸係数(Ｃ散逸)は、それぞれのマイクロ波乾燥機が所望のあらかじめ定められた温度及び／または乾燥度にセラミック生地体を加熱するために動作できるように、システム内のそれぞれのマイクロ波乾燥機に対して個々に決定することができる。
【００７４】
例えば、一実施形態において、上の図１で説明したマイクロ波乾燥機１００と同様の構成をそれぞれが有する３台のマイクロ波乾燥機を、搬送システム上に配置されたセラミック生地体がマイクロ波乾燥機のそれぞれを通過するように並べて、搬送システムの周りに配置することができる。マイクロ波乾燥機のそれぞれは、それぞれのマイクロ波乾燥機のマイクロ波乾燥チャンバ内に配置されたセラミック生地の、予備加熱、蒸発加熱または後加熱のために構成することができる。
【００７５】
一実施形態において、第１のマイクロ波乾燥機は水の蒸発温度より低い温度までセラミック生地体を予備加熱するために用いることができる。これを達成するため、第１のマイクロ波乾燥機とともに用いられる式(１６)の電力散逸係数(Ｃ散逸)は大体水の蒸発温度より低い特定の温度に対して決定することができる。第２のマイクロ波乾燥機はセラミック生地体の蒸発加熱のために設定することができる。したがって、第２のマイクロ波乾燥機とともに用いられる式(１６)の電力散逸係数(Ｃ散逸)はセラミック生地体に含有される水分のほとんどが容易に蒸発するように計算することができる。第３のマイクロ波乾燥機はセラミック生地体を所望の後加熱温度に後加熱するために用いることができる。したがって、第３のマイクロ波乾燥機に用いられる式(１６)の電力散逸係数(Ｃ散逸)は、所望の後加熱がマイクロ波加熱チャンバ内を、いかなる残余水分も追い出して、セラミック生地体が第３のマイクロ波乾燥機を出るときには、セラミック生地体の含有水分量が元の含有水分量の約５％より少なくなっているように、維持するように決定することができる。
【００７６】
本明細書に説明される、方法、マイクロ波乾燥機及びシステムは、薄壁セラミック生地体の加熱、したがって乾燥に特に適している。本明細書に用いられるように、乾燥は生地体内の液体含有量の所望の値までの低減を指す。セラミック生地体の加熱及び乾燥は、セラミック生地体にいかなる損傷も生じさせずに、あるいはセラミック生地体に許容できない変形をおこさせずに、セラミック生地体を機械的にハンドリングできる程度まで実施される。例えば、セル密度が約１００〜約１６００セル/平方インチ(約１５.５〜約２４８セル/ｃｍ２)のセル型構造を有する円筒セラミック生地体のような、薄壁円筒体型のセラミック生地体は、セラミック生地体の含有水分量が元の含有水分量の約５％より少ないときに、機械的ハンドリング目的に十分に乾燥している。別の実施形態において、セラミック生地体は、セラミック生地体の含有水分量が元の含有水分量の約１％より少ないときに、機械的ハンドリング目的に十分に乾燥している。
【００７７】
本発明の精神及び範囲を逸脱せずに本発明に様々な改変及び変形がなされ得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明の改変及び変形が添付される特許請求項及びそれらの等価物の範囲内に入れば、本発明はそのような改変及び変形を包含するとされる。
【符号の説明】
【００７８】
１００    マイクロ波乾燥機
１０２    マイクロ波加熱チャンバ
１０４    マイクロ波加熱チャンバ側壁
１０６    マイクロ波加熱チャンバ搬入口
１０８    マイクロ波加熱チャンバ搬出口
１１０    マイクロ波加熱チャンバ上面
１１２    マイクロ波源
１１４    サーキュレータ
１１６    入射電力センサ
１１８    反射電力センサ
１２０    消散負荷
１２２    プログラマブルロジックコントローラ(ＰＬＣ)
１２４    搬送システム
１２６    セラミック生地体
１２８，１３０，１３２，１５２，１５６    電気リード
１３４    入力デバイス
１４０    入射マイクロ波エネルギー
１４２    反射マイクロ波エネルギー
１５０    温度センサ
１５４    検出器
【図１】
0005357975.tif 000025
【図２】
0005357975.tif 000026
【図３】
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