JPH02103394A - 誘電加熱による乾操方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、合成樹脂材料、加工食品材料、医薬品材料
などの粉粒体材料等の被乾燥材料をマイクロ波や高周波
等の電磁波により誘電加熱して乾燥する方法とその装置
に関する。

〔従来の技術〕

材料の表面からの熱伝導により加熱する熱風乾燥の短所
を改良すべく、誘電加熱の原理を利用したマイクロ波や
高周波等の電磁波による乾燥方法や装置が提案されてい
る。これらによれば、乾燥時間が大幅に短縮できると共
に、材料の表面水分だけでなく内部水分にもエネルギが
与えられ、材料の内部まで充分に乾燥できるため、均一
で効率ある乾燥が行えるなどの利点がある。

ところが、この電磁波により材料を乾燥する場合に、乾
燥器内の被乾燥材料が静止状態で大容量であったりする
場合には、材料の隅々まで一様に熱エネルギが伝わらな
いため、均一な乾燥が難しい、場合によっては局部的に
材料が融けるなどの問題点があった。

こ、のような問題点を解消すべく、特開昭５５−９９５
７３号公報に示されているように、乾燥器本体内にスク
リュー等の攪拌手段を水平に設け、該撹拌手段をチェー
ン等の伝達機構を介してモータで回転し、乾燥器本体内
の材料を機械的に強制攪拌しながら、乾燥器本体に導波
管を介して設けたマグネトロンのマイクロ波により乾燥
するようにしたものが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、上記特開昭５５−９９５７３号公報に示され
た乾燥装置によれば、前述したように機械的に強制攪拌
するスクリューなどの攪拌手段が必要であるばかりか、
その攪拌手段を回転させるためのモータや伝達機構等の
構成部品を要するとともに、その消費動力もかかり、コ
ストの高い乾燥装置であった。さらに、被乾燥材料を機
械的に撹拌するものであるため、材料がこすれて粉化さ
れ成形品に悪影響を及ぼす欠点があった。

この発明は、スクリュー等の機械的な撹拌手段やその動
力源等の構成部品をなくし、消費動力のかからない安価
な乾燥方法および装置を堤供することを主な目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明は、乾燥室内で被乾
燥材料が上下移動することにより自然に攪拌混合しつつ
、その被乾燥材料を電磁波により誘電加熱することを特
徴とする方法を採り、その方法を実施するための装置と
して、外ケースで被覆した乾燥筒内の被乾燥材料を乾燥
するマイクロ波や高周波等の電磁波発生装置と、乾燥筒
に内装され、かつ被乾燥材料が上下移動することにより
自然に攪拌混合する混合エレメントとを備えたものを採
用したものである。

混合エレメントは、上記条件を満たす限り任意であるが
、第２図示の如く、矩形状の板を１８００捻じって、そ
の捻しり方向を右ひねりと左ひねりとが交互に形成され
るように、後者の先端が前者の後端に対して９０″とな
るように連結したものを単位エレメントとすることもで
きる。この単位エレメントを交互にじゆずつなぎに任意
数連結することもできる。前述したように単位エレメン
トが右ひねり、左ひねりと交互に逆になっているため、
その接続部で材料の流れが反転するとともに、単位エレ
メントを通過するごとに分割作用を受けて、材料の上下
方向の移動のみで均一な攪拌混合が得られる。

乾燥筒には電磁波を通さないシー　ルド管を上下動可能
に設けて、乾燥筒内の材料の乾燥温度に差をつけること
もできる。

乾燥筒は蛇腹状に折り曲げ、外ケース内に挿入する２個
所以上の垂直部には前記混合エレメントを内装すること
もできる。これにより、１本の垂直管で乾燥できない場
合などにおいて、蛇腹状とした垂直部を複数個並列して
乾燥できるため、乾燥時間を長くしたり、装置全体の高
さを低くできる。また、この場合外ケース内に挿入した
少なくとも１つの垂直部には第６図に鎖線で示すように
電磁波を通さないシールド部材＠場を着脱自在に設けて
、乾燥時間の調節を行うことができる。

乾燥筒の下流側に切替弁を介して循環パイプの一端を接
続するとともに、循環パイプの他端を乾燥筒の上流側に
接続し、被乾燥材料を循環できるように構成することも
できる。これにより、混合エレメントの内装された乾燥
筒部分が短い場合でも、被乾燥材料を循環パイプを介し
て所望回数循環できるため、装置の小型化等が図られる
。

〔作用〕

上記構成からなるこの発明によれば、乾燥筒の乾燥室に
被乾燥材料を供給すると、乾燥筒に内装された混合エレ
メントが、被乾燥材料をその材料自体が上下移動するこ
とにより自然に撹拌混合する。

それと同時に、電磁波発生装置からマイクロ波や高周波
等の電磁波が発信されるため、乾燥室内の材料が均一に
乾燥される。、 ここで、マイクロ波等の電磁波による加熱方式は、プラ
スチックや医薬品材料などの誘電物質の誘電…によるも
ので、物質自身の分子運動によって発熱するものである
。従って、マグネトロンなどの電磁波発生装置からのマ
イクロ波等の電磁波によって、材料の表面水分だけでな
く内部水分をも一様に除去するから、材料の表面水分だ
けを除去する従来の熱風乾燥に比べ著しい効果をもつも
のである。

なお、請求項第（３）項ないし第（６）項記載によれば
、それぞれの構成部品の作用により既述したような作用
や利点を有する。

〔第１実施例〕 この発明の第１実施例を第１図と第２図に基づいて以下
に説明する。

＋１１はマイクロ波や高周波等の電磁波を発生する電磁
波発生装置で、この電磁波発生装置（１）で発生した電
磁波（この実施例ではマイクロ波を示している）は導波
管（２）を介して、電磁波の漏れ止めができる金属など
の非透過材からなる外ケース（３）の外部乾燥室（４）
に通されるようにしてある。

外ケース（３）の上下方向には、電磁波を透過できるセ
ラミックやプラスチック等の誘電体からなる乾燥筒０１
が内装されているとともに、乾燥筒ａ０の内部乾燥室（
１０）ｌには上下方向に混合ニレメンゝトα乃が嵌装さ
れている。この混合エレメント叩により、材料投入口間
から内部乾燥室ａυに供給された被乾燥材料はその被乾
燥材料が上下移動することにより自然に撹拌混合され、
材料排出口００から均一に乾燥され系外に排出される。

電磁波発生装置（１１の外ケース（３）と乾燥筒００と
の結合は任意にできる。この実施例では、外ケース（３
）及び乾燥筒Ｏｍの上下両端にそれぞれ上下両フランジ
（３ａ）、（３ｂ）；　（１０ａ）　、（１０ｂ）を形
成する一方、材料投入口ａ４１と連通した材料供給管α
ｌの下端に下部フランジ（１３ａ）　を、材料排出口Ｏ
１と連通した材料排出管α９の上端に上フランジ（１５
ａ）をそれぞれ形成し、これら上フランジ（３ａ）、（
１０ａ）及び下部フランジ（１３ａ）　同士、下フラン
ジ（３ｂ）、（１０ｂ）及び上部フランジ（１５ａ）同
士をボルトやナンド０で・・・０７１等でフランジ結合
している。

混合エレメントｏ３は、第２図示の如く、右又は左ひね
りのスクリュー羽根（１２ａ）　　と左又は右ひねりの
スクリュー羽ｉｌｌ　（１２ｂ）　とを、後者の先端が
前者の後端に対して９０°となるように形成する一方、
右又は左ひねりのスクリュー羽根（１２ａ）の上端に外
向きフランジ（１２ｃ）を形成し、この外向きフランジ
（１２ｅ）を乾燥筒ａ０の上フランジ（１０ａ）の凹１
（１０ｃ）に落とし込み状に嵌め込むようにしている。

混合エレメント＠と乾燥筒α・との結合は、上記構成に
限らず、溶接、ろう付け、熱収縮などその他任意に行う
ことができる。なお、第２図でａｍはボルト挿ｊｆｆｉ
孔である。

第１図で、材料供給管０１に代えて材料供給ホッパやス
クリューフィーダ等を連通接続することもできる。材料
排出口αＱにはロータリーバルブ（１０）を取り付けて
おり、これで材料の排出量を調節し電磁波で加熱される
滞留時間の調整を行うことができる。このロータリーバ
ルブａ９１にがえてスクリューフィーダその他のパルプ
あるいは合成樹脂成形機などの受部を設けることもでき
る。

！２鴫は材料排出管ｏＳに設けたガス注入口で、これか
ら除湿空気や窒素ガス等を供給することにより、電磁波
で加熱された材料の水分等を上方から排気するようにし
てある。（Ｍ）は合成樹脂材料、加工食品材料、医薬品
材料等の被乾燥材料である。

〔第２実施例〕 第３図は第２実施例を示す。

このものは、乾燥筒叫の下部から上部にかけて、電磁波
の非透過材である金属などからなるシールド管（３０）
を、螺合その他の方式により上下動できるように構成し
た点に顕著な特徴を有し、その他の構成は前記第１実施
例とほぼ同様としてなるものである、　（ＩＯｄ）　は
乾燥筒αφに形成した雄ねしで、この雄ねじ＜１０６）
　にシールド管（３０）の雌ねじ（３０ａ）を螺合する
ようにしてあるが、この螺合式に代えて他の方法を採る
ことができる。

このような構成により、乾燥筒頭内の被乾燥材料に対し
て電磁波で加熱される加熱温度に差をつけ、温度調節が
行えるようにしたものである。すなわち、シールド管（
３０）の被覆されている下部ゾーンを低温域とし、シー
ルド管（３０）より上方の上部ゾーンを高温域となし、
例えば９０＠Ｃ以上の高温では黄変するナイロン樹脂材
料のように、温度により物性に影響を与える被乾燥材料
に対して、異なる温度で加熱することにより物性に影響
を与えることなく、均一乾燥、乾燥時間の短縮化などを
図ることができる。なお、ｃ！＋１は底板である。

〔第３実施例〕 第４図は第３実施例を示す。

このものは、１つの材料供給管０３１に１個以上の分岐
管Ｑト・・を分設し、各分岐管ａＳと材料供給管（１に
乾燥筒ＱＯＩをそれぞれ連通接続し、各乾燥筒α〔の内
部乾燥室αυに前述した混合エレメント（２）を内装す
るとともに、各乾燥筒α〔下端部に材料排出管α９を連
通接続して、各材料排出口Ｏｅから乾燥された材料を排
出するようにした点に特徴を有し、その他の構成は第１
実施例と同様としてなるものである。

この構成によれば、１個の材料投入口α船から供給した
被乾燥材料を２個所以上に分配して乾燥し、材料排出管
０りを経て排出できるとともに、ロータリーバルブ（１
０）の開閉により個別に次工程に排出することもできる
。材料供給管＋１３１及び分岐管Ｑ震にバルブ（図示せ
ず）を設け、このバルブの開閉操作により所望の乾燥筒
α〔内への被乾燥材料の供給を停止したり、あるいはバ
ッチ弐に供給された材料の乾燥時間を長くしたりするこ
とができる。

〔第４実施例〕 第５図は第４実施例を示す。

このものは、第３実施例とは逆に、材料供給管０鴇を２
つ以上並設して、各材料供給管０３に乾燥筒αのをそれ
ぞれ連通接続し、各乾燥筒αのの内部乾燥室０υに混合
ニレメン！・叩を内装するとともに、各乾燥筒ＱＯＩ下
端部に材料排出管ＱＳｌ１２！９・・・（２Ｓを連通接
続し、１個の材料排出管０ωに他の材料排出管四・・・
ａＳをまとめて、乾燥された材料を１つの材料排出口Ｏ
Ｑから排出できるようにした点に特徴を有し、他の構成
は第１実施例と同様としてあるものである。

この構成によれば、乾燥筒αｌを２つ以上並設している
ため同長の１本のものに比べて被乾燥材料の乾燥能力を
高めることができる。複数の異種材料を同時に乾燥して
から、材料排出管０９部分で混合して排出することもで
きる。また、材料排出管０９、四・・・（至）にバルブ
（２醗、＠、（２鴫を取り付け、そのバルブの開閉操作
により混合比を調節したり乾燥時間を調節したりするこ
とができる。さらに、材料供給管αｌ・・・αりにバル
ブ（図示せず）を取り付け、そのバルブの閉弁操作によ
り所望の乾燥筒αΦ内への被乾燥材料の供給を停止した
りすることができる。

〔第５実施例〕 第６図は第５実施例を示す。

とのものは、乾燥筒Ｑφを蛇腹状に折り曲げ、外ケース
（３）内に挿入した２個所以上の垂直部（１０ｅ）には
前記混合エレメント（２）を内装し、中央の垂直部（１
０ｆ）　は外ケース（３）外部に配置するよるように構
成した点に特徴を有し、その他の構成は第１実施例とは
ほぼ同様としてなるものである。このような構成にすれ
ば、既述したように１本の垂直管で乾燥できない場合に
、乾燥時間を長くしたりすることができる。

なお、この場合、中央の垂直部（１０ｆ）の上流側には
ブロワ０υを設け、そのガス力により被乾燥材料が下流
側へ輸送し易くすることもできる。また、鎖線で示すよ
うな加圧タンク（２）を材料供給管α鴇上流側に接続す
ることもでき、その場合には、加圧タンクａＳの輸送ガ
ス圧力により被乾燥材料が支障なく輸送されるため、ロ
ータリーバルブＯ１、α優やブロワ００は不要である。

外ケース（３）内に挿入した少なくとも１つの垂直部（
１０ｅ）には、同第６図に鎖線で示すように、電磁波を
通さないシールド部材ｌｌ＠を着脱自在に設けることも
できる。

〔第６実施例〕 第７図は第６実施例を示す。

このものは、乾燥筒（１０）の下流側つまり材料排出管
Ｏ５ｌにロータリーパルプα喝を介して切替弁（３３）
を設け、この切替弁０３に材料排出口ＯＱを有する材料
排出管ａωが接続されているとともに、咳切替弁（至）
の他部には循環パイプ（ロ）の一端が接続されている。

そして、循環パイプ（至）の他端は乾燥筒（１０）の上
流側つまり材料供給管α１の中途に接続され、被乾燥材
料が材料供給管０鳶から乾燥筒Ｏ１と循環パイプ（ロ）
を経て材料供給管ａ３に戻る循環回路を形成し、さらに
前記循環回路の適所には温度センサ０喝を取り付けると
ともに、材料供給管０３の上端部には開閉弁ＯＩを設け
てなる点に特徴を有し、その他の構成は第１実施例と同
様にしてなるものである。

開閉弁０１１を問いて、所望の被乾燥材料を材料投入口
Ｑ４１から材料供給管（１０）に投入してから、開閉弁
０鴫を閉じ、ロータリーパルプθ優を開、切替弁（１３
の循環パイプ（ロ）側を開、材料排出口Ｃ１０側を閉と
じた状態でプロワ（ロ）の気力により乾燥筒α鴫で乾燥
された材料を材料排出管α９から循環パイプ（至）へ輸
送し、再度乾燥筒Ｏ１へ材料を戻して乾燥し、上記と同
様の動作を所望回数繰り返す。温度センサｏ埼で所望温
度になったときには、切替弁ｏ３の循環パイプ（至）側
を閉、材料排出口（＋１９側を開として乾燥材料を材料
排出口００から排出する。このような構成により、既述
したような装置の小型化等が達成できる。

なお、材料供給管０１の上流側には排気口ｏ呻を形成し
、その排気口ｏ酔から内部乾燥室αυで発生した材料の
含存水分やガスなどを排気する。また、この排気口ｏ醗
の中途とプロワ（ロ）とを鎖Ｍｌ（至）の如く結ぶこと
により、前記循環回路にその加熱ガスを取り入れて熱エ
ネルギーの節約を図るようにすることもできる。なお、
循環パイプ（ロ）にも混合エレメント（２）を内装する
こともできる。なお、第１実施例〜第３実施例ではガス
注入口１２＠を設けているが、これのないものにも実施
できる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、ｉｌ＋　　乾燥筒に混合エレメント
を内装し、この混合エレメントで被乾燥材料を上下移動
することにより自然に攪拌混合するようにしているから
、従来例で必要とした機械的な攪拌手段やモータや伝達
機構等の構成部品がことごと（不要となり、消費動力の
かからない安価な乾燥装置が提供できる。また、被乾燥
材料を機械的に攪拌するものであるため、材料がこすれ
て粉化され成形品に悪影響を及ぼす欠点も解消できる。

（２）　　乾燥筒に内装された混合エレメントが、被乾
燥材料自体が上下移動することにより自然に攪拌混合し
つつ、その被乾燥材料を電磁波発生装置からマイクロ波
や高周波等の電磁波により誘電加熱するようにしている
から、前者の自然的な撹拌混合作用と後者の誘電加熱作
用との相乗作用により、乾燥室内の材料が良く分散され
て均一に効率よく乾燥される。

（３）　　請求重工（３）項ないし第（６）項記載の構
成を採ると、既述した通りの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図はいずれもこの発明の実施例を示す。 第１図は第１実施例の縦断面図、第２図は第１図で示し
た混合エレメントの取り付は状態を示す一部切欠き斜視
図、第３図は第２実施例の縦断面図、第４図は第３実施
例の概略縦断面図、第５図は第４実施例の概略縦断面図
、第６図は第５実施例の概略縦断面図、第７図は第６実
施例の概略縦断面図である。 （１）・・・電磁波発生装置、（２）・・・導波管、（
３）・・・外ケース、ＯＩ・・・乾燥筒、ＯＤ・・・内
部乾燥室、＠・・・混合エレメント、α違・・・材料供
給管、００・・・材料投入口、α９、凶・・・材料排出
管、θＱ・・・材料排出口、α９・・・ロータリーバル
ブ、■・・・ガス注入口、器・・・分岐管、ａｍ、鰭、
０時・・・バルブ、（３０）・・・シールド管、０υ・
・・プロワ、（至）・・・加圧タンク、（１３・・・切
替弁、■・・・循環パイプ、０埼・・・温度センサ。 第１図 第３図 第４図 −Ｃ’２Ｑ　−

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）乾燥室内で被乾燥材料自体が上下移動することに
   より自然に攪拌混合しつつ、その被乾燥材料を電磁波に
   より誘電加熱するようにしたことを特徴とする誘電加熱
   による乾燥方法。
2. （２）外ケース（３）で被覆した乾燥筒（１０）内の被
   乾燥材料を乾燥するマイクロ波や高周波等の電磁波発生
   装置（１）と、乾燥筒（１０）に内装され、かつ被乾燥
   材料が上下移動することにより自然に攪拌混合する混合
   エレメント（１２）とを備えたことを特徴とする誘電加
   熱による乾燥装置。
3. （３）乾燥筒（１０）には電磁波を通さないシールド管
   （３０）を、上下動可能に設けてある請求項第（２）項
   記載の誘電加熱による乾燥装置。
4. （４）乾燥筒（１０）は蛇腹状に折り曲げ、外ケース（
   ３）内に挿入する２個所以上の垂直部（１０ｅ）には前
   記混合エレメント（２）を内装してある請求項第（２）
   項または第（３）項記載の誘電加熱による乾燥装置。
5. （５）外ケース（３）内に挿入した少なくとも１つの垂
   直部（１０ｅ）には電磁波を通さないシールド部材（４
   ０）を着脱自在に設けてある請求項第（４）項記載の誘
   電加熱による乾燥装置。
6. （６）乾燥筒（１０）の下流側に切替弁（３３）を介し
   て循環パイプ（３４）の一端を接続するとともに、循環
   パイプ（３４）の他端を乾燥筒（１０）の上流側に接続
   し、被乾燥材料を循環できるように構成してある請求項
   第（２）項ないし第（５）項のいずれに記載の誘電加熱
   による乾燥装置。