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CN115362757A - 微波处理装置、以及微波处理方法 - Google Patents

微波处理装置、以及微波处理方法 Download PDF

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CN115362757A
CN115362757A CN202180026039.9A CN202180026039A CN115362757A CN 115362757 A CN115362757 A CN 115362757A CN 202180026039 A CN202180026039 A CN 202180026039A CN 115362757 A CN115362757 A CN 115362757A
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CN
China
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microwave
cavity
microwaves
waveguide
addition
Prior art date
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Pending
Application number
CN202180026039.9A
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English (en)
Inventor
塚原保德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microwave Chemical Co Ltd
Original Assignee
Microwave Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

[技术问题]本发明提供一种微波处理装置,即使圆筒状形状的空腔的轴方向上的长度较长,也能够在要照射微波的部位,适当地向微波的照射对象物照射微波。[解决方案]微波处理装置(1)具备:圆筒状形状的空腔(11),可旋转地被支承,在内部具有可放入微波的照射对象物的空间,并且在轴方向上的一部分的区域具有微波的一个或者多个透过区域;旋转驱动部,使空腔(11)围绕轴旋转;罩部件(13),在微波的一个或者多个透过区域的外周侧,以在整个圆周方向上覆盖空腔(11)的方式设置,形成微波的波导,并且固定在基座侧;以及微波发生器(14)。来自微波发生器(14)的微波经由波导从空腔(11)的圆周侧面导入至内部的空间。

Description

微波处理装置、以及微波处理方法
技术领域
本发明涉及向圆筒状形状的空腔内的对象物照射微波的微波处理装置、微波导入装置、以及微波处理方法。
背景技术
以往,已知一种处理装置,其通过使圆筒形状的空腔旋转,并且向该空腔内的对象物(被加热物)照射微波进行加热,来进行对象物的干燥或者反应等(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-195096号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而,在以往的处理装置中,由于从圆筒形状的空腔的端部向空腔内导入微波,因此,在空腔的轴方向上的长度变长的情况下,存在有可能无法适当地对空腔内的对象物进行加热的问题。一般而言,存在希望更加适当地向可旋转的圆筒状形状的空腔内的对象物照射微波的需求。
本发明是根据上述状况进行的,目的在于提供一种微波处理装置、微波导入装置、以及微波处理方法,其能够更加适当地向可旋转的圆筒状形状的空腔内的对象物照射微波。
用于解决技术问题的技术方案
为了达成上述目的,本发明的一个方式的微波处理装置包括:圆筒状形状的空腔,可旋转地支承于固定的基座,并在内部具有可放入微波的照射对象物的空间;旋转驱动部,使空腔围绕圆筒状形状的轴旋转;以及微波发生器,产生微波,由微波发生器产生的微波从空腔的圆周侧面导入至内部的空间。
另外,在本发明的一个方式的微波处理装置中,也可以在空腔中的轴方向上的一部分的区域设置有微波的一个或者多个透过区域。
另外,在本发明的一个方式的微波处理装置中,微波透过性的窗口也可以分别构成微波的一个或者多个透过区域。
另外,在本发明的一个方式的微波处理装置中,空腔也可以内嵌有微波透过性的部件,部件的一部分构成微波的一个或者多个透过区域中的各个透过区域。
另外,在本发明的一个方式的微波处理装置中,也可以进一步具备罩部件,所述罩部件以在整个圆周方向上覆盖空腔的方式设置在微波的一个或者多个透过区域的外周侧,并在空腔的外周侧形成从微波发生器导入的微波的波导。
另外,在本发明的一个方式的微波处理装置中,罩部件也可以以能够与空腔相对地移动的方式固定在基座侧。
另外,在本发明的一个方式的微波处理装置中,微波的一个或者多个透过区域也可以设置在空腔的整个圆周方向上。
另外,在本发明的一个方式的微波处理装置中,微波的一个或者多个透过区域也可以是狭缝状。
另外,本发明的一个方式的微波导入装置具备:罩部件,以在整个圆周方向上覆盖空腔的方式设置在圆筒状形状的空腔中的轴方向上的一部分的区域设置的微波的一个或者多个透过区域的外周侧,且在空腔的外周侧形成微波的波导,其中所述空腔可旋转地支承于固定的基座,并在内部具有可放入微波的照射对象物的空间;以及微波发生器,产生导入至波导的微波。
另外,本发明的一个方式的微波处理方法具备:使圆筒状形状的空腔围绕圆筒状形状的轴旋转的步骤,其中所述空腔可旋转地支承于固定的基座,并在内部具有可放入微波的照射对象物的空间;以及从空腔的圆周侧面向内部的空间导入微波的步骤。
发明的效果
根据本发明的一个方式的微波处理装置、微波导入装置、以及微波处理方法,例如,即使是在圆筒状形状的空腔的轴方向上的长度较长的情况下,也能够在要照射微波的部位,向微波的照射对象物照射微波。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的微波处理装置的立体图。
图2是该实施方式的微波处理装置的主视图。
图3是该实施方式的微波处理装置的侧视图。
图4是示出该实施方式中的空腔的立体图。
图5A是该实施方式中的、设置有微波的多个透过区域的部分的主视图。
图5B是该实施方式中的、设置有微波的多个透过区域的部分的纵剖视图。
图6是该实施方式中的微波处理装置的、与轴方向垂直的平面的剖视图。
图7是该实施方式中的微波处理装置的、经过中心轴的平面的剖视图。
图8是示出该实施方式的微波处理装置的其他一例的侧视图。
图9是示出该实施方式的微波处理装置的其他一例的主视图。
图10是示出该实施方式中的空腔与多个微波发生器的一例的图。
具体实施方式
以下,使用实施方式,对本发明的微波处理装置以及微波处理方法进行说明。此外,在以下的实施方式中,赋予相同附图标记的结构要素相同或者相当,存在省略再次的说明的情况。本实施方式的微波处理装置从可旋转的圆筒形状的空腔的圆周侧面向内部的空间导入微波。
图1是示出本实施方式的微波处理装置1的主要结构的立体图。图2是微波处理装置1的主视图,图3是微波处理装置1的侧视图。图4是示出空腔11的外观的立体图。此外,图4是示出在图1中卸下罩部件13的状态的图。图5A是示出空腔11中的、设置有微波的多个透过区域11d的微波的透过部分11b的主视图,图5B是图5A的Vb-Vb线剖视图。图6是仅示出在图1中示出的微波处理装置1的与轴方向垂直的平面中经过波导管14a的平面中的剖切面的端面的纵剖视图。此外,在图6中,省略了微波发生器14。图7是在图1中示出的微波处理装置1的与轴方向平行的平面中的纵剖视图。此外,在图7中,示出了微波处理装置1的仅上部侧的剖面。
本实施方式的微波处理装置1具备空腔11、罩部件13、微波发生器14、以及旋转驱动部15。被照射微波并作为微波加热的对象的对象物可以是任意的。对象物例如既可以是作为水泥材料、生石灰材料的碳酸钙、矿石、垃圾等,也可以是化学反应的材料,也可以是干燥的对象,还可以是作为微波的照射的对象的其他物质。对象物例如既可以是粒状固体或者粉体等,也可以是液体。通常,将对象物直接放入空腔11的内部,并根据空腔11的旋转一边进行搅拌一边照射微波。
在正在照射微波时,空腔11的内部的空间11c内的对象物既可以移动,或者,也可以不是。即,通过照射微波来进行的对对象物的处理既可以以连续式的方式进行,也可以以间歇式的方式进行。在以连续式的方式进行对对象物的处理的情况下,对象物例如既可以持续地移动,也可以反复移动与停止。在以连续式的方式进行对对象物的处理的情况下,例如,空腔11也可以以下游侧变低的方式倾斜,且根据空腔11的旋转,对象物从上游侧的端部一边被搅拌一边被上游下游送往下游侧的端部。另外,搅拌或者搬运对象物的机构也可以单独存在于空腔11的内部。
微波向对象物的照射例如既可以是为了对象物的干燥而进行的,也可以是为了对象物的融化、升华、或者蒸发而进行的,也可以是为了对象物的反应而进行的,也可以是为了对象物的烧成而进行的,也可以是为了对象物的杀菌而进行的,还可以是为了其他用途而进行的。对象物的反应例如也可以是化学反应。微波向对象物的照射例如也可以在常压、减压下、或者加压下进行。另外,微波的照射例如既可以在空气、或者惰性气体的气流下进行,或者,也可以不是。惰性气体例如也可以是氦气,氩气等稀有气体、或者氮气。
空腔11是在内部具有能够放入微波的照射对象物的空间11c的圆筒形状的空腔。在空腔11的内部的空间11c中,向对象物照射微波。空间11c中的微波的模式通常为多模式。如图4所示,空腔11具有空腔本体11a、以及设置在空腔11的轴方向上的一部分的区域的微波的透过部分11b。在图4、图5A、图5B中,用虚线示出了空腔本体11a与微波的透过部分11b的边界。空腔本体11a、以及微波的透过部分11b通常为中空的圆筒形状、即管道形状。此外,轴方向是指,作为空腔11的圆筒形状的中心轴的方向。另外,也可以将该圆筒形状的圆周的方向称为圆周方向。另外,也可以将该圆筒形状的与轴方向垂直的面中的经过中心轴的直线的方向称为半径方向。另外,空腔11通常配设成中心轴大致为水平方向,但是也可以配设成除此之外的方向。
空腔本体11a优选不透过微波。空腔本体11a也可以由微波反射性的材料构成。微波反射性的材料例如也可以是金属。金属不受特别限制,但例如也可以是不锈钢、碳钢、镍、镍合金、铜、铜合金等。如图2、图3所示,空腔11以能够相对于固定的基座7旋转的方式被支承辊22支承。此外,空腔11也可以被支承辊22以外的机构、例如滚珠轴承等可旋转地支承于基座7。以圆筒形状的中心轴为中心进行空腔11的旋转。另外,在图1中,省略了旋转驱动部15、基座7、以及支承辊22等。空腔11能够旋转既可以是指整个空腔11能够旋转,或者,也可以是指圆周侧面的至少一部分能够旋转。此外,在本实施方式中,主要对整个空腔11旋转的情况进行了说明,对于端面板、或者圆周侧面的一部分不旋转的情况将在后面进行说明。空腔本体11a的外周中、未被罩部件13覆盖的区域也可以被隔热件、套管(jacket)等覆盖。
在以连续式的方式进行对对象物的处理的情况下,也可以在空腔11的轴方向上的端部设置供对象物通过的入口、出口。在图1、图3、图4中,示出了空腔11的端部被端面板11e、11f封堵,对象物的流入口11g设置在上游侧的端面板11e,对象物的流出口11h设置在下游侧的端面板11f的情况。另外,为了防止空腔11的内部的微波向外泄漏,也可以在流入口11g、流出口11h设置白垩构造等的微波的泄漏防止机构。另外,在以间歇式的方式进行微波的照射的情况下,空腔11的轴方向上的端部也可以被封闭。此外,为了进行向空腔11内部的对象物的进出,例如,该端部也可以是能够开闭的。
在微波的透过部分11b设置有微波的一个或者多个透过区域11d。微波的透过区域11d例如既可以设置在空腔11的整个圆周方向上,或者,也可以设置在圆周方向上的一部分。在本实施方式中,主要对在整个圆周方向上设置有微波的多个透过区域11d的情况进行说明。
此外,微波的透过区域11d的个数例如既可以是一个,或者,也可以是多个。微波的透过区域11d优选设置于不透过微波的圆筒形状的部件。该圆筒形状的部件也可以由微波反射性的材料构成。微波反射性的材料的示例如上所述。微波的多个透过区域11d通常均匀地设置在微波的透过部分11b的表面,但是也可以不是。微波的透过区域11d的形状例如既可以如图5A所示,是狭缝状,也可以是圆形状、正方形状、矩形状、多边形状等,还可以是其他形状。另外,能够通过选择微波的透过区域11d的个数、形状、配置部位等,来控制微波向空腔11内的导入的程度等。在微波的透过区域11d为狭缝状的情况下,狭缝状的透过区域11d例如既可以如图5A所示,在圆筒形状的圆周方向上延伸,也可以在圆筒形状的轴方向、或者其他方向延伸。在图5A中,示出了狭缝状的透过区域11d设置在轴方向上的两个位置的情况、即狭缝状的透过区域11d设置成两列的情况,但是狭缝状的透过区域11d既可以仅设置一列,也可以设置三列以上。另外,在图5A、图5B中,示出了狭缝状的透过区域11d在各列的圆周方向上每隔90度设置在4处的情况,但是狭缝状的透过区域11d也可以在各列的圆周方向上,每隔(360/N)度设置在N处。此处,N是2以上的任意的整数。另外,微波的多个透过区域11d也可以设置成不按照每列对齐。如图5A、图5B所示,能够通过使微波的透过区域11d设置在整个圆周方向上,从空腔11的圆周侧面中的圆周方向上的各种方向,向空腔11的内部导入微波。
微波透过性的窗口也可以构成微波的一个或者多个透过区域11d中的各个透过区域。在这种情况下,微波的透过区域11d例如也可以通过微波透过性的材料来密封设置于不透过微波的圆筒形状的部件的开口。在这种情况下,能够防止空腔11的内部的对象物、在空腔11的内部产生的水蒸气、气体等经由微波的透过区域11d向微波发生器14侧移动,能够防止微波发生器14的故障等。
如将在后面进行说明那样,在空腔11的内表面用微波透过性的部件51内嵌的情况下,部件51的一部分也可以构成微波的一个或者多个透过区域11d中的各个透过区域。在这种情况下,由设置在不透过微波的圆筒形状的部件的开口和与该开口对应的部件51的部分构成微波的透过区域11d。在这种情况下,也能够防止空腔11的内部的对象物等经由微波的透过区域11d向微波发生器14侧移动,能够防止微波发生器14的故障等。
优选在微波的透过部分11b与空腔本体11a之间不存在间隙。空腔本体11a和作为圆筒形状的部件的微波的透过部分11b例如既可以通过螺纹固定、焊接或者粘接等来连接,也可以一体地形成。在本实施方式中,主要对后者的情况、即由金属构成的空腔11中的微波的透过部分11b设置有微波的多个透过区域11d的情况进行说明。
此外,为了使微波从将在后面进行说明的波导13b有效地经由微波的透过区域11d向空腔11的内侧透过,狭缝状的透过区域11d优选在圆筒形状的圆周方向上延伸。另外,在圆周方向上延伸的狭缝状的透过区域11d的圆周方向上的间隔、以及轴方向上的间隔优选设定为使得微波容易进入空腔11的内部。作为该间隔,例如,也可以采用与在方形波导管的一面设置有在长度方向上延伸的狭缝状的多个槽的公知的泄漏波导管同样的间隔。
微波透过性材料是相对介电损耗小的材料,不受特别限制,但是例如,也可以是聚四氟乙烯等的氟树脂,石英,玻璃等。微波透过性材料的相对介电损耗例如在微波处理装置1工作时的微波的频率以及温度中,优选为小于1,更加优选为小于0.1,进一步优选为小于0.01。此外,在空腔11的内部的对象物为高温的情况下,作为微波透过性材料,优选使用石英、玻璃。
此外,如图5B~图7所示,在空腔11的内表面也可以内嵌微波透过性的部件51。微波透过性的部件51例如既可以是由微波透过性材料构成的部件,也可以是微波透过性的隔热件。在后者的情况下,部件51例如也可以是微波透过性的耐火砖。部件51也可以设置在空腔本体11a的内表面、以及微波的透过部分11b的内表面这两者。在部件51具有隔热性的情况下,能够防止空腔11的壁面变成高温。在作为回转窑使用微波处理装置1,内部变成1000℃以上等的高温的情况下,优选在空腔11的内表面内嵌作为隔热件的部件51。通过在空腔11的内表面内嵌作为隔热件的部件51,即使空腔11的内部的对象物成为高温,也能够防止空腔11的壁面变成高温,并且能够使微波经由部件51适当地到达对象物。另一方面,在内部不变成高温的情况下,也可以不在空腔11的内表面设置作为隔热件的部件51。另外,在微波的一个或者多个透过区域11d为上述的微波透过性的窗口的情况下,也可以不在空腔11的内表面设置部件51。与其他部件相比,微波透过性的部件51的相对介电损耗也可以较小。部件51的相对介电损耗例如在微波处理装置1工作时的微波的频率以及温度中,优选为小于1,更加优选为小于0.1,进一步优选为小于0.01。
空腔11的轴方向上的长度也可以较长。例如,在作为回转窑使用微波处理装置1的情况下,空腔11的轴方向上的长度也可以长达如30米以上、50米以上等。此外,在不将微波处理装置1作为回转窑使用的情况下等,空腔11的轴方向上的长度也可以不那么长。例如,也可以是1米、5米、10米等。
罩部件13在微波的透过部分11b的外周侧、即微波的一个或者多个透过区域11d的外周侧,以在整个圆周方向上覆盖空腔11的方式设置。通过罩部件13,在空腔11的外周侧形成从微波发生器14导入的微波的波导13b。而且,导入至波导13b的微波经由微波的一个或者多个透过区域11d进入空腔11的内部的空间11c,对象物被加热。此外,罩部件13不旋转。即,罩部件13固定于基座7侧,能够相对于旋转的空腔11相对地进行移动。罩部件13例如可以如图2、图3所示由固定在基座7的支承部23支承,从而固定在基座7侧。
波导13b是中空圆柱形状。也可以认为波导13b是与通过将方形波导管弯曲成圆形状来形成的中空圆柱形状同样的形状。还使用罩部件13以外的部件形成波导13b。在本实施方式中,如图6、图7所示,由微波的透过部分11b、和罩部件13形成波导13b。更具体而言,由罩部件13形成波导13b的外周面,由微波的透过部分11b的外周面形成波导13b的内周面,由罩部件13形成波导13b的侧面(即、连接外周面与内周面的面)。此外,波导13b的轴方向上的长度、与微波的透过部分11b的轴方向上的长度优选为相同,两者的轴方向上的位置也优选为相同。
波导13b具有用于导入由微波发生器14产生的微波的开口13c。波导管14a连接至开口13c。而且,来自微波发生器14的微波通过波导管14a被引导至波导13b。如图6所示,波导管14a优选设置成在作为中空圆柱形状的波导13b的切线方向上延伸。此外,微波发生器14也可以直接连接到开口13c的部分。另外,也可以通过微波透过性材料来密封开口13c。微波透过性材料的示例如上所述。
波导13b的与圆周方向垂直的平面中的剖面优选为与适于经波导13b传播的微波的频率的方形波导管的剖面同样的尺寸。例如,在2.45GHz的微波经波导13b传播的情况下,波导13b的轴方向上的长度可以为109.2(mm),半径方向上的长度可以是54.6(mm)。
在波导13b中也可以导入来自两个以上的微波发生器14的微波。波导13b为与被导入的微波的频率相应的尺寸,因此即使是在来自两个以上的微波发生器14的微波被导入至波导13b的情况下,通常,由该两个以上的微波发生器14产生的微波的频率也相同。
罩部件13优选不使微波透过。罩部件13也可以由微波反射性的材料构成。微波反射性的材料例如也可以是金属。金属的示例如上所述。
此外,在本实施方式中,示出了罩部件13的外形为圆柱形状的情况,但是也可以不是。罩部件13的外形也可以是立方体形状等。在这种情况下,罩部件的内周面为了形成波导13,成为圆筒形状。
如图7所示,罩部件13也可以通过滚珠轴承41可旋转地设置在空腔11的外周侧。此外,在空腔11的外周面与罩部件13的波导13b以外的部分之间形成的间隙的半径方向上的长度优选为恒定。滚珠轴承41既可以设置在与图7不同的位置,或者,也可以设置更多的滚珠轴承。此外,为了使滚珠轴承41不被微波照射,因此也可以通过将在后面进行说明的泄漏防止机构设置在阻断微波的进入的部位。在图1中,为了便于说明,省略了滚珠轴承41。
另外,用于使经波导13b传播的微波不从空腔11与罩部件13的间隙向外侧泄漏的泄漏防止机构也可以设置在空腔11与罩部件13之间。微波的泄漏防止机构也可以是图7所示的白垩构造31。此外,白垩构造已是公知的,因此省略其详细的说明。在本实施方式中,示出了白垩构造31设置于罩部件13的情况,但是白垩构造例如也可以设置在空腔11侧。
另外,空腔11、罩部件13的波导13b部分的内周面、以及罩部件13的波导13b以外的部分的内周面优选同轴形成。
微波发生器14产生微波。微波发生器14例如既可以使用磁控管、速调管、回旋管等产生微波,也可以使用半导体元件产生微波。微波的频率例如既可以是915MHz、2.45GHz、5.8GHz、24GHz,也可以是其他的、从300MHz至300GHz的范围内的频率。另外,也可以通过未图示的控制部来适当地控制微波的强度。该控制例如也可以是使用空腔11的内部的温度、对象物的温度、对象物的水分量等的感测结果的反馈控制。
旋转驱动部15使空腔11围绕圆筒形状的轴旋转。旋转驱动部15例如也可以是电机等。如图2、图3所示,旋转驱动部15例如也可以固定在基座7。另外,链条21挂设于借助于旋转驱动部15旋转的链轮15a、和与空腔11同轴地设置的链轮15b,通过由旋转驱动部15使链轮15a旋转,来旋转空腔11。该旋转既可以是与经波导13b传播的微波相同的方向,或者,也可以是反方向。在前者的情况下,在图6中,空腔11顺时针旋转,在后者的情况下,在图6中,空腔11逆时针旋转。另外,旋转驱动部15也可以使空腔11摆动。此外,优选在微波均匀地照射到对象物的角度的范围内进行该摆动。此外,作为使空腔11旋转的旋转机构,理所当然地,也可以使用上述以外的机构。例如,空腔11也可以借助于齿轮等来旋转。旋转驱动部15既可以使空腔11以恒定的旋转速度旋转,或者,也可以不是。
此外,在本实施方式中,对在空腔11的轴方向上的一处进行微波的照射的情况进行了说明,但是也可以在空腔11的轴方向上的两处以上进行微波的照射。在这种情况下,也可以在空腔11的轴方向上的两处以上设置微波的透过部分11b,形成微波的波导13b。此外,罩部件13、以及旋转驱动部15例如既可以按照每个微波的波导13b设置,也可以针对多个微波的波导13b使用一个罩部件13、以及旋转驱动部15。在后者的情况下,罩部件13形成多个波导13b。另外,在空腔11的轴方向上的两处以上进行微波的照射的情况下,微波处理装置1既可以具备一个微波发生器14,或者,也可以具备多个微波发生器14。在前者的情况下,也可以对由一个微波发生器14产生的微波进行分支并照射。另外,在使用多个微波发生器14的情况下,由各微波发生器14产生的微波的频率既可以相同,也可以不同。
另外,在本实施方式中,对由微波发生器14产生的微波通过波导管14a导入至波导13b的情况进行了说明,但是由微波发生器14产生的微波也可以通过同轴电缆等的其他传送手段导入至波导13b。在通过同轴电缆来传送微波的情况下,也可以在波导13b设置连接至同轴电缆的用于辐射微波的天线。
接下来,简单地对本实施方式的基于微波处理装置1的微波向对象物的的照射方法进行说明。向空腔11的内部的空间11c放入对象物,通过微波发生器14来产生微波,并且通过旋转驱动部15使空腔11旋转。其结果是,从微波发生器14引导至波导13b的微波经由正在旋转的微波的透过部分11b中的微波的一个或者多个透过区域11d照射到对象物。在此,由于微波的透过部分11b正在旋转,因此,微波从圆周方向的各种位置照射对象物。其结果是,能够实现向对象物的微波的均匀的照射。此外,在间歇式的情况下,每当向对象物的处理结束时,进行对象物的更换。另一方面,在连续式的情况下,连续地进行处理前的对象物从流入口11g向空腔11内的投入、以及处理后的对象物从流出口11h的流出。
如以上那样,根据本实施方式的微波处理装置1,能够从空腔11的圆周侧面向内部导入微波。因此,即使是在空腔11的轴方向上的长度较长的情况下,也能够在要照射微波的位置,向空腔11内的对象物照射微波。另外,例如,通过在空腔11的轴方向上的多处设置微波的透过部分11b、以及波导13b,与仅从端部导入微波的情况相比,即使空腔11的轴方向上的长度较长,也能够抑制空腔11内的对象物的温度的降低,能够适当地对对象物进行加热。另外,在微波的透过部分11b为将微波的多个透过区域11d设置在微波反射性的圆筒形状部件的整个圆周方向上的情况下,该多个透过区域11d一边旋转一边使微波导入至空腔11的内部,因此能够更加均匀地从圆周方向的各个方向向空腔11的内部的对象物照射微波,能够进行更加均匀的加热。
此外,在本实施方式中,主要对在微波的透过部分11b设置微波的多个透过区域11d的情况进行了说明,但是也可以不是。也可以使微波的透过部分11b本身为微波的一个透过区域11d。在这种情况下,微波的透过部分11b例如既可以由圆筒形状的微波透过性材料构成,或者,也可以在该透过部分11b的区域设置上述部件51。
接下来,对本实施方式的微波处理装置的变形例进行说明。
[固定的空腔的端面板]
对空腔11的端面板11e、11f与空腔11的侧面一起旋转的情况进行了说明,但是也可以不是。空腔11的端面板11e、11f的至少一者也可以固定在基座7侧。图8是示出端面板11f固定在基座7的状态的侧视图。在图8中,示出了通过固定在基座7的支承部25来支承端面板11f的状态。在这种情况下,优选以使微波不从空腔本体11a、与端面板11f之间的间隙泄漏的方式将白垩构造等微波的泄漏防止机构设置在两者之间。另外,优选微波的照射对象物也不从该间隙泄漏。在这种情况下,如图8所示,能够在任意的位置设置流出口11h。此外,在上述专利文献1中公开了端面板被固定且仅空腔的圆周侧面旋转的结构,省略其详细的说明。
[来自空腔的端面的微波的导入]
对从空腔11的圆周侧面向空腔11的内部导入微波的情况进行了说明,但是也可以从空腔11的端面导入微波。在这种情况下,端面板优选不与圆周侧面一起旋转。
[不使用罩部件的结构]
在本实施方式中,主要对导入至由罩部件13形成的波导13b的微波经由设置在微波的透过部分11b的微波的一个或者多个透过区域11d导入至空腔11的内部的情况进行了说明,但是也可以不是。图9是示出微波不经过波导13b而导入至空腔12的内部的微波处理装置2的结构的主视图。图9所示的微波处理装置2具有空腔12、微波发生器14、以及旋转驱动部15。空腔12在轴方向上的一部分具有固定在基座7侧的固定部12c。如图9所示,固定部12c也可以通过支承部24固定在基座7。此外,固定部12c以外的旋转部12a、12b与空腔11同样地旋转。除了空腔12中的固定部12c不旋转之外,微波处理装置2的结构与微波处理装置1同样,省略其详细的说明。
固定部12c是不旋转的圆筒形状的部件,优选由不透过微波的材料构成。固定部12c也可以由微波反射性的材料构成。微波反射性的材料的示例如上所述。另外,固定部12c的内部与波导管14a连通,由微波发生器14产生的微波经由波导管14a在固定部12c中导入至空腔11的内部的空间。此外,由于固定部12c不旋转,因此该轴方向上的长度优选较短。另外,来自微波发生器14的微波也可以不经由波导管14a而导入至空腔12的内部。另外,例如也可以由微波透过性材料来密封微波发生器14、与空腔12的内部之间。根据这种简单的结构,能够从空腔11的圆周侧面向内部导入微波。
在这种情况下,优选以使微波不从固定部12c、与旋转部12a、12b的间隙泄漏的方式在两者之间设置白垩构造等微波的泄漏防止机构。另外,优选微波的照射对象物也不从该间隙泄漏。另外,固定部12c、与旋转部12a、12b例如也可以通过滚珠轴承等以使旋转部12a、12b侧可旋转的方式连结。
另外,在空腔12的内表面设置有微波透过性的内嵌部件(例如,相当于部件51的部件)的情况下,例如,固定部12c的内表面的内嵌部件与作为旋转对象的旋转部12a、12b的内表面的内嵌部件一体地设置,空腔12的内表面的内嵌部件也可以关于整个轴方向一体地旋转。在这种情况下,优选在固定部12c的区域,在固定部12c的圆筒形状的部件的内周面与内嵌部件的外周面之间存在间隙。另外,空腔12的内表面的内嵌部件通常与旋转部12a、12b一起旋转。因此,旋转部12a、12b优选联动地以相同的旋转速度在相同方向上旋转。
此外,在分别在旋转部12a、12b的内表面与固定部12c的内表面单独设置内嵌部件的情况下,或者未在空腔12的内表面设置内嵌部件的情况下等,不在固定部12c的内侧搅拌对象物。因此,也可以在空腔12的内侧的空间设置搅拌单元。该搅拌单元既可以仅在固定部12c的区域搅拌对象物,也可以在空腔12的整个轴方向上搅拌对象物。
另外,在分别在旋转部12a、12b的内表面与固定部12c的内表面单独设置内嵌部件的情况下,或者未在空腔12的内表面设置内嵌部件的情况下等,旋转部12a与旋转部12b既可以联动地旋转,或者,也可以独立地旋转。在前者的情况下,两者以相同的旋转速度在相同的方向上旋转,在后者的情况下,例如,既可以使两者在反方向上旋转,也可以使两者的旋转速度不同。
另外,在这种情况下,能够在固定部12c的多处导入微波。在这种情况下,既可以例如,如图10所示,向空腔12的内部分别导入来自两个以上的微波发生器14的微波,也可以将来自一个微波发生器14的微波分支并导入至空腔12的内部。在前者的情况下,由两个以上的微波发生器14产生的微波各自的频率既可以相同,或者,也可以不同。另外,导入多个微波时的空腔12的圆周方向上的位置、多个微波的照射的角度不限。例如,在图10中,两个微波的照射的角度为60度,但是例如,也可以使两个微波以90度、120度、180度等导入至空腔12内。此外,在图10中,省略了旋转驱动部15、以及支承辊22等。
另外,也可以在空腔12的轴方向上的两处以上设置固定部12c,在各固定部12c的位置,向空腔12的内部导入微波。在这种情况下,例如,既可以分别在多个固定部12c向空腔12的内部导入来自两个以上的微波发生器14的微波,也可以将来自一个微波发生器14的微波分支并分别在多个固定部12c导入至空腔12的内部。在前者的情况下,由多个微波发生器14产生的微波的频率既可以相同,也可以不同。
此外,在微波发生器14可以与空腔一起旋转的情况下,也可以在可旋转地支承的空腔的外侧固定微波发生器14,使整个空腔旋转。而且,来自微波发生器14的微波也可以从空腔的圆周侧面导入至内部。在这种情况下,能够使整个空腔旋转,并且由于无需设置波导13b,因此能够使微波处理装置的结构简单。微波发生器14例如也可以固定在空腔12的圆周侧面。此外,向微波发生器14的供电例如既可以经由在空腔的外周侧在圆周方向上设置的电线来进行,也可以通过无线供电来进行,还可以使用固定于空腔的电池进行。
另外,在上述实施方式中,以空腔11、12为圆筒形状、即空腔11、12的与轴方向垂直的剖面为正圆为前提进行了说明,但是剖面也可以是稍微偏离正圆的形状、例如椭圆形状或者是正多边形状。将与轴方向垂直的剖面为正圆的情况、以及稍微偏离正圆的形状的情况包括在内的空腔11、12的形状称为圆筒状形状(cylinder-like shape)。在空腔11的、与轴方向垂直的剖面为稍微偏离正圆的形状的情况下,罩部件13优选能够在内周侧使空腔11旋转。
另外,例如,也可以通过将罩部件13与微波发生器14安装在回转窑等的现有的空腔11,来构成微波处理装置1。因此,在这种情况下,也可以将具有罩部件13、与微波发生器14的微波导入装置安装于在轴方向上的一部分的区域具有微波的透过部分的可旋转的空腔11。该微波导入装置例如也可以具备:罩部件13,在设置于圆筒形状的空腔11中的轴方向上的一部分区域的微波的一个或者多个透过区域11d的外周侧,以在整个圆周方向上覆盖圆筒形状的空腔11的方式设置,并在空腔11的外周侧形成微波的波导13b,其中所述空腔可旋转地支承在被固定的基座7并在内部具有可放入微波的照射对象物的空间,;以及微波发生器14,产生导入至波导13b的微波。
另外,本发明不局限于以上的实施方式,能够进行各种变更,理所当然地,这些也包含在本发明的范围内。
产业上的利用可能性
通过以上内容,根据本发明的一个方式的微波处理装置、微波处理方法、以及微波导入装置,例如,可以获得即使是在圆筒状形状的空腔的轴方向上的长度较长的情况下,也能够在要照射微波的部位,适当地向微波的照射对象物照射微波的效果,作为向对象物照射微波的微波处理装置等是有用的。

Claims (4)

1.一种微波处理装置,其包括:
圆筒状形状的空腔,可旋转地支承于固定的基座,并在内部具有可放入微波的照射对象物的空间;
旋转驱动部,使所述空腔围绕所述圆筒状形状的轴旋转;以及
微波发生器,产生微波,
在所述空腔中的轴方向上的一部分的区域设置有微波的一个或者多个透过区域,
由所述微波发生器产生的微波从所述空腔的圆周侧面透过所述一个或者多个透过区域导入至内部的空间,
所述空腔内嵌有微波透过性的部件,
所述部件的一部分构成所述微波的一个或者多个透过区域中的各个透过区域。
2.根据权利要求1所述的微波处理装置,其中,
进一步具备罩部件,所述罩部件以在整个圆周方向上覆盖所述空腔的方式设置在所述微波的一个或者多个透过区域的外周侧,并在所述空腔的外周侧形成从所述微波发生器导入的微波的波导。
3.根据权利要求2所述的微波处理装置,其中,
所述罩部件以能够与所述空腔相对移动的方式固定在所述基座侧。
4.一种微波处理方法,其包括:
使圆筒状形状的空腔围绕所述圆筒状形状的轴旋转的步骤,其中所述空腔可旋转地支承于固定的基座,并在内部具有可放入微波的照射对象物的空间,且在轴方向上的一部分的区域设置有微波的一个或者多个透过区域;以及
从所述空腔的圆周侧面透过所述一个或者多个透过区域向内部的空间导入微波的步骤,
所述空腔内嵌有微波透过性的部件,
所述部件的一部分构成所述微波的一个或者多个透过区域中的各个透过区域。
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