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JP2013076562A - Microwave dryer and microwave drying method - Google Patents

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JP2013076562A
JP2013076562A JP2012202811A JP2012202811A JP2013076562A JP 2013076562 A JP2013076562 A JP 2013076562A JP 2012202811 A JP2012202811 A JP 2012202811A JP 2012202811 A JP2012202811 A JP 2012202811A JP 2013076562 A JP2013076562 A JP 2013076562A
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JP
Japan
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microwave
waveguide
dried
waveguides
furnace
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Application number
JP2012202811A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Sugibashi
敦史 杉橋
Hiroshi Harada
寛 原田
Naofumi Teramoto
直史 寺本
Akinori Wakagi
明徳 若木
Riichi Aoki
利一 青木
Sachihiro Uesugi
幸弘 上杉
Takahiro Kinoshita
貴博 木下
Tsuyoshi Yamazaki
強 山崎
Yosuke Masaki
陽介 正木
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】マイクロ波を利用して乾燥炉内に装入された塊成化物の下層部位を選択的に加熱すること。
【解決手段】本発明に係るマイクロ波乾燥装置は、被乾燥物をコンベアにより搬送する際に当該被乾燥物に対して熱風を吹き付けることで前記被乾燥物に含まれる水分を低減させる熱風式の乾燥炉に対して設置され、被乾燥物を乾燥させるために用いられるマイクロ波を発振するマイクロ波発振機と、被乾燥物層の内部に対し、マイクロ波が加熱可能な加熱範囲が被乾燥物層の最下層を含む深さまで挿入された複数の導波管とを備え、複数の導波管のうち少なくとも2つは、乾燥炉の炉幅方向の互いに異なる位置に配置されており、炉幅方向に隣り合う導波管の前記搬送方向の位置は、互いに相違する。
【選択図】図7
An object of the present invention is to selectively heat a lower layer portion of an agglomerate charged into a drying furnace using a microwave.
A microwave drying apparatus according to the present invention is a hot air type that reduces moisture contained in a material to be dried by blowing the hot air to the material to be dried when the material to be dried is conveyed by a conveyor. A microwave oscillator that is installed in a drying furnace and oscillates the microwave used to dry the object to be dried, and a heating range in which microwaves can be heated inside the object layer to be dried A plurality of waveguides inserted to a depth including the lowest layer of the layer, and at least two of the plurality of waveguides are arranged at different positions in the furnace width direction of the drying furnace, The positions of the waveguides adjacent to each other in the transport direction are different from each other.
[Selection] Figure 7

Description

本発明は、マイクロ波乾燥装置及びマイクロ波乾燥方法に関する。   The present invention relates to a microwave drying apparatus and a microwave drying method.

電気炉による鋼材の製造が盛んになるにつれ、その主原料であるスクラップの需要は逼迫し、電気炉での高級鋼製造に対する要請から還元鉄の需要が増大しつつある。   As the production of steel materials by electric furnaces becomes popular, the demand for scrap, which is the main raw material, is tightened, and the demand for reduced iron is increasing due to the demand for high-grade steel production in electric furnaces.

還元鉄を製造する方法の一つとして、粉状の鉄鉱石や製鉄ダスト等の酸化鉄原料と、粉状の石炭やコークス等の炭材とを混合して、例えばペレットやブリケットのような塊成化物とし、この塊成化物を回転炉床炉等の還元炉に装入して高温に加熱することで酸化鉄原料を還元し、固体状の金属鉄を得る方法がある。このような方法において、酸化鉄原料と炭材とを含む塊成化物の水分含有率を調整することが、塊成化物の還元率を高める上で重要となる。   As one of the methods for producing reduced iron, iron oxide raw materials such as powdered iron ore and iron-making dust are mixed with carbonaceous materials such as powdered coal and coke, for example, a lump such as pellets and briquettes. There is a method in which an agglomerated material is obtained, and this agglomerated material is charged into a reduction furnace such as a rotary hearth furnace and heated to a high temperature to reduce the iron oxide raw material to obtain solid metallic iron. In such a method, it is important to adjust the moisture content of the agglomerated material containing the iron oxide raw material and the carbonaceous material in order to increase the reduction rate of the agglomerated material.

以上のような還元鉄の製造工程において、塊成化物等の水分含有率を調整するための装置として、金網状のコンベア上に装入された被乾燥物を熱風により乾燥させるトンネル状の炉がある(例えば、以下の特許文献1を参照。)。このような乾燥炉は、炉の上方から下方に向けて熱風を通過させることで、装入された被乾燥物を乾燥させる。   In the manufacturing process of reduced iron as described above, as a device for adjusting the moisture content of agglomerates, etc., a tunnel-shaped furnace for drying the material to be dried placed on a wire mesh conveyor by hot air (For example, refer to Patent Document 1 below.) Such a drying furnace dries the material to be dried by passing hot air from the top to the bottom of the furnace.

上記特許文献1に開示されているような乾燥炉は、熱風を上方に供給することによる熱風乾燥であるため、被乾燥物である小塊原料の下層部分(金網状のコンベアに近い部分)の乾燥が遅れ、下層部分に位置する小塊原料の乾燥が不十分になってしまう。小塊原料の乾燥が不足すると小塊原料の強度が不足し、次工程において小塊原料が粉化することで生産歩留まりの低減が生じてしまう。また、このような生産歩留まりの低減を防止するためには、小塊原料に混合する各種バインダーを余分に添加することが必要となり、製造コストが増加してしまうという問題がある。   Since the drying furnace as disclosed in Patent Document 1 is hot air drying by supplying hot air upward, the lower layer portion of the raw material to be dried (portion close to the wire mesh conveyor) Drying is delayed, and drying of the small block raw material located in the lower layer portion becomes insufficient. If the drying of the small block material is insufficient, the strength of the small block material is insufficient, and in the next step, the small block material is pulverized, resulting in a reduction in production yield. In addition, in order to prevent such a reduction in production yield, it is necessary to add various binders to be mixed with the small mass raw material, resulting in an increase in manufacturing cost.

また、小塊原料は石炭やコークス等の炭材を含有しているため、小塊原料を加熱しすぎると発火の恐れがあり、熱風の温度を上げて乾燥効率の改善を図ることは困難である。従って、発火防止の観点から、十分に乾燥される上層部分ではなく、水分の残留する下層部分を選択的に加熱することが求められている。   In addition, since the small lump material contains carbonaceous materials such as coal and coke, if the small lump material is heated too much, there is a risk of ignition, and it is difficult to improve the drying efficiency by raising the temperature of the hot air. is there. Therefore, from the viewpoint of preventing ignition, it is required to selectively heat the lower layer portion where moisture remains rather than the upper layer portion that is sufficiently dried.

また、上記のような熱風を利用する乾燥炉以外にも、ヒーターによる乾燥を補助するために被加工物の外部から乾燥室の自由空間内にマイクロ波を照射する乾燥炉が提案されている(例えば、以下の特許文献2を参照。)。   In addition to the drying furnace using hot air as described above, there has been proposed a drying furnace that irradiates microwaves into the free space of the drying chamber from the outside of the workpiece in order to assist drying by the heater ( For example, see the following Patent Document 2.)

特開2005−113197号公報JP-A-2005-113197 特開平6−347165号公報JP-A-6-347165

上述のような還元鉄の製造工程では、被乾燥物である塊成化物の乾燥炉内での層厚は約200mm以上と厚い。そのため、上記特許文献2に記載されているように炉内の自由空間に対してマイクロ波を照射した場合、塊成化物層の上層部位にマイクロ波を作用させることは可能であるが、以下で詳述するように、本発明者らによる検討の結果、塊成化物の下層部位にマイクロ波を作用させることが出来ないことが明らかとなった。   In the manufacturing process of reduced iron as described above, the layer thickness of the agglomerated material to be dried in the drying furnace is as thick as about 200 mm or more. Therefore, as described in Patent Document 2, when microwaves are applied to the free space in the furnace, it is possible to cause the microwaves to act on the upper layer portion of the agglomerate layer. As will be described in detail, as a result of investigations by the present inventors, it has become clear that microwaves cannot be applied to the lower layer portion of the agglomerated material.

また、重量物である塊成化物を搬送するためのコンベアは金属製の金網であるため、コンベアの裏面から塊成化物の下層部位へマイクロ波を照射したとしても、金属製のコンベアによりマイクロ波が反射されてしまい、塊成化物の下層部位へマイクロ波を作用させることができない。   In addition, since the conveyor for transporting the heavy agglomerate is a metal wire mesh, even if microwaves are irradiated from the back surface of the conveyor to the lower part of the agglomerate, the microwave is transmitted by the metal conveyor. Is reflected, and microwaves cannot be applied to the lower layer portion of the agglomerated material.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、マイクロ波を利用して乾燥炉内に装入された被乾燥物の下層部位を選択的に加熱することが可能な、マイクロ波乾燥装置及びマイクロ波乾燥方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to selectively select a lower layer portion of an object to be dried charged in a drying furnace using a microwave. An object of the present invention is to provide a microwave drying apparatus and a microwave drying method that can be heated.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、被乾燥物をコンベアにより搬送する際に当該被乾燥物に対して熱風を吹き付けることで前記被乾燥物に含まれる水分を低減させる熱風式の乾燥炉に対して設置されるマイクロ波乾燥装置であって、前記被乾燥物を乾燥させるために用いられるマイクロ波を発振するマイクロ波発振機と、搬送される前記被乾燥物からなる被乾燥物層の内部に対し、前記マイクロ波が加熱可能な加熱範囲が前記被乾燥物層の最下層を含む深さまで挿入され、前記被乾燥物に対して前記マイクロ波を照射する複数の導波管と、を備え、前記複数の導波管のうち少なくとも2つは、前記乾燥炉の炉幅方向の互いに異なる位置に配置されており、前記炉幅方向に隣り合う前記導波管の前記搬送方向の位置は、互いに相違するマイクロ波乾燥装置が提供される。   In order to solve the above-described problem, according to a certain aspect of the present invention, when the object to be dried is transported by a conveyor, moisture contained in the object to be dried is reduced by blowing hot air against the object to be dried. A microwave drying apparatus installed in a hot-air drying furnace, comprising: a microwave oscillator that oscillates a microwave used for drying the object to be dried; and the object to be dried being conveyed. A heating range in which the microwave can be heated is inserted to a depth including the lowest layer of the object layer to be dried, and a plurality of guides for irradiating the object with the microwave. A wave tube, and at least two of the plurality of waveguides are arranged at different positions in the furnace width direction of the drying furnace, and the waveguides adjacent to each other in the furnace width direction The position in the transport direction is Microwave drying apparatus which differs provided to.

前記複数の導波管は、前記導波管それぞれの前記加熱範囲が、前記複数の導波管全体として前記乾燥炉の炉幅方向全体を覆うような間隔で、前記炉幅方向に配置されることが好ましい。   The plurality of waveguides are arranged in the furnace width direction at intervals such that the heating range of each of the waveguides covers the entire furnace width direction of the drying furnace as the whole of the plurality of waveguides. It is preferable.

前記複数の導波管は、当該導波管を前記被乾燥物層に挿入した際に前記搬送コンベアと対向する端部が開口となっていてもよい。   The plurality of waveguides may have an opening at an end facing the conveyor when the waveguide is inserted into the layer to be dried.

前記複数の導波管は、前記導波管の先端部と前記コンベアとの間の離隔距離が、自由空間における前記マイクロ波の波長の4分の1以上となるように前記被乾燥物層に挿入されることが好ましい。   The plurality of waveguides are formed on the layer to be dried so that a separation distance between a front end portion of the waveguide and the conveyor is equal to or more than a quarter of a wavelength of the microwave in free space. It is preferably inserted.

前記複数の導波管は、少なくとも、当該導波管を前記被乾燥物層に挿入した際に前記乾燥炉の被乾燥物層搬送方向に対して平行となる側面に切り欠き部が設けられており、当該切り欠き部から前記マイクロ波が照射されてもよい。   The plurality of waveguides are provided with a notch on at least a side surface that is parallel to the drying object layer transport direction of the drying furnace when the waveguide is inserted into the drying object layer. The microwave may be irradiated from the notch.

前記複数の導波管は、前記切り欠き部の前記被乾燥物層の高さ方向の上端が当該被乾燥物層の高さ以下となるように前記被乾燥物層に挿入されることが好ましい。   The plurality of waveguides are preferably inserted into the material to be dried such that an upper end in the height direction of the material layer to be dried is not more than a height of the material layer to be dried. .

前記複数の導波管は、前記切り欠き部の被乾燥物層の高さ方向の上端と前記コンベアとの間の距離が、自由空間における前記マイクロ波の波長の4分の1以上となるように前記被乾燥物層に挿入されることが好ましい。   In the plurality of waveguides, a distance between an upper end in a height direction of the layer to be dried of the notch and the conveyor is equal to or more than a quarter of the wavelength of the microwave in free space. It is preferable to be inserted into the dried material layer.

前記導波管は、前記マイクロ波の進行方向に垂直な断面の形状が矩形状であり、矩形状の前記切断面の短辺が前記搬送方向に対して直交しており、前記矩形状の切断面の長辺が前記搬送方向と平行であってもよい。   The waveguide has a rectangular cross-sectional shape perpendicular to the traveling direction of the microwave, the short side of the rectangular cut surface is orthogonal to the transport direction, and the rectangular cut The long side of the surface may be parallel to the transport direction.

前記導波管の先端部又は切り欠き部には、誘電損失係数が0.02未満である無機材料セラミックスで形成されたセラミックスカバーが設けられ、前記セラミックスカバーの外周から前記マイクロ波が照射されることが好ましい。   A ceramic cover made of an inorganic material ceramic having a dielectric loss coefficient of less than 0.02 is provided at the tip or notch of the waveguide, and the microwave is irradiated from the outer periphery of the ceramic cover. It is preferable.

前記導波管に対して、前記被乾燥物の搬送に伴って発生する振動を緩和する振動緩和機構を設けることが好ましい。   It is preferable to provide a vibration mitigating mechanism for mitigating vibrations generated along with the conveyance of the object to be dried.

前記振動緩和機構として、前記導波管と前記マイクロ波発振機との間に、軸方向のスライドを可能にするスライド機構を有するスライド導波管、又は、金属製の蛇腹部を有するフレキシブル導波管の少なくとも何れか一方を配設することが好ましい。   As the vibration relaxation mechanism, a slide waveguide having a slide mechanism that enables axial sliding between the waveguide and the microwave oscillator, or a flexible waveguide having a metal bellows portion. It is preferable to dispose at least one of the tubes.

前記振動緩和機構として、前記導波管を支持する支持体の一部に、弾性部材を設けることが好ましい。   As the vibration relaxation mechanism, it is preferable to provide an elastic member on a part of the support that supports the waveguide.

前記導波管を、前記搬送方向に前記加熱範囲が連続するように当該搬送方向に並べて配設してもよい。   The waveguides may be arranged side by side in the transport direction so that the heating range continues in the transport direction.

前記導波管を、前記搬送方向に前記加熱範囲が連続するように分岐させてもよい。   The waveguide may be branched so that the heating range is continuous in the transport direction.

前記導波管の内部には防塵ガスが導入されており、前記導波管の内部に正圧がかかった状態となっていることが好ましい。   It is preferable that a dustproof gas is introduced into the waveguide, and a positive pressure is applied to the inside of the waveguide.

前記導波管の前記搬送方向上流側の端部には、当該搬送方向上流側に向かうほど搬送方向に垂直な断面の面積が小さくなるテーパー部が設けられてもよい。   A tapered portion may be provided at an end of the waveguide on the upstream side in the transport direction so that an area of a cross section perpendicular to the transport direction becomes smaller toward the upstream side in the transport direction.

前記マイクロ波乾燥装置は、前記マイクロ波発振機と前記複数の導波管との間に、前記マイクロ波発振機から発振された前記マイクロ波のインピーダンスと、前記乾燥炉内で反射し前記マイクロ波発振機に向かう前記マイクロ波のインピーダンスとの整合を行う自動整合器を更に備えることが好ましい。   The microwave drying device includes an impedance of the microwave oscillated from the microwave oscillator and the microwave reflected between the microwave oscillator and the plurality of waveguides in the drying furnace. It is preferable to further include an automatic matching device that performs matching with the impedance of the microwave toward the oscillator.

前記無機材料セラミックスは、アルミナ、窒化ケイ素、サイアロン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及びこれらの混合物からなる群より選択されてもよい。   The inorganic material ceramics may be selected from the group consisting of alumina, silicon nitride, sialon, aluminum nitride, boron nitride, and mixtures thereof.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被乾燥物をコンベアにより搬送する際に当該被乾燥物に対して熱風を吹き付けることで前記被乾燥物に含まれる水分を低減させる熱風式の乾燥炉に対して実施されるマイクロ波乾燥方法であって、前記被乾燥物を乾燥させるために用いられるマイクロ波を発振させ、搬送される前記被乾燥物からなる被乾燥物層の内部に対し、前記マイクロ波が加熱可能な加熱範囲が前記被乾燥物層の最下層を含む深さまで挿入された複数の導波管それぞれから、前記被乾燥物層に対して前記マイクロ波を照射するものであり、前記複数の導波管のうち少なくとも2つは、前記乾燥炉の炉幅方向の互いに異なる位置に配置されており、前記炉幅方向に隣り合う前記導波管の前記搬送方向の位置は、互いに相違するマイクロ波乾燥方法が提供される。   Moreover, in order to solve the said subject, according to another viewpoint of this invention, when conveying a to-be-dried object with a conveyor, the moisture contained in the to-be-dried object by spraying a hot air with respect to the to-be-dried object A microwave drying method implemented for a hot-air drying furnace for reducing the temperature of the object to be dried, the microwave being used for drying the object to be dried being oscillated and transported from the object to be dried The microwave is heated from the plurality of waveguides inserted to the depth including the lowermost layer of the object layer, and the microwave is heated with respect to the object layer. And at least two of the plurality of waveguides are arranged at different positions in the furnace width direction of the drying furnace, and the waveguides adjacent to each other in the furnace width direction are arranged. The position in the transport direction is Microwave drying method different are provided together.

以上説明したように本発明によれば、マイクロ波照射部材を被乾燥物層の上方から所定の位置まで挿入してマイクロ波を照射することにより、乾燥炉内に装入された被乾燥物の下層部位を選択的に加熱することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the microwave irradiation member is inserted from above the layer to be dried to a predetermined position and irradiated with microwaves, so that the object to be dried charged in the drying furnace can be obtained. It becomes possible to selectively heat the lower layer portion.

一般的な還元鉄の製造方法の流れについて示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the flow of the manufacturing method of a general reduced iron. 乾燥炉内における塊成化物の状態について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the state of the agglomerate in a drying furnace. 本発明の実施形態に係るマイクロ波乾燥方法の概略を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the outline of the microwave drying method which concerns on embodiment of this invention. マイクロ波を用いた加熱方法に関する検討結果を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the examination result regarding the heating method using a microwave. マイクロ波を用いた加熱方法に関する検討結果を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the examination result regarding the heating method using a microwave. 本発明の第1の実施形態に係るマイクロ波乾燥装置の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the microwave drying apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the modification of the microwave irradiation member which concerns on the same embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

(還元鉄の製造工程について)
本発明の実施形態に係るマイクロ波乾燥装置及びマイクロ波乾燥方法について説明するに先立ち、まず、図1を参照しながら、還元鉄の製造工程について、詳細に説明する。図1は、還元鉄の製造工程を説明するための説明図である。
(About manufacturing process of reduced iron)
Prior to describing the microwave drying apparatus and the microwave drying method according to the embodiment of the present invention, first, the manufacturing process of reduced iron will be described in detail with reference to FIG. Drawing 1 is an explanatory view for explaining the manufacturing process of reduced iron.

まず、製鉄ダスト(酸化鉄粉)及び鉄鉱石、粉鉱石などの酸化鉄原料と、石炭、コークス、微粒カーボン等の還元材とは、予めホッパー1等に格納されている。酸化鉄原料及び還元材は、予め設定された配合比となるように配合されて、粉砕機2に装入される。   First, iron oxide raw materials such as iron dust (iron oxide powder), iron ore, and powder ore, and reducing materials such as coal, coke, and fine carbon are stored in the hopper 1 and the like in advance. The iron oxide raw material and the reducing material are blended so as to have a preset blending ratio and charged into the pulverizer 2.

ボールミル等の振動ミルに代表される粉砕機2は、装入された酸化鉄原料及び還元材を、混合しながら所定の粒径まで粉砕する。粉砕後の酸化鉄原料及び還元材の粒径は、還元鉄の製造に用いられる回転炉床炉、流動床炉、シャフト炉等の固体還元炉に適した値とすることができる。粉砕後の酸化鉄原料及び還元材からなる混合物は、混練機3に運搬される。   A crusher 2 typified by a vibration mill such as a ball mill crushes the charged iron oxide raw material and the reducing material to a predetermined particle size while mixing them. The particle diameters of the iron oxide raw material and the reducing material after pulverization can be set to values suitable for a solid reduction furnace such as a rotary hearth furnace, a fluidized bed furnace, and a shaft furnace used for producing reduced iron. The mixture of the pulverized iron oxide raw material and the reducing material is conveyed to the kneader 3.

混練機3は、粉砕機2により所定の粒径に粉砕された混合物を混練する。また、混練機3は、混合物の混練に際して、還元鉄の製造に用いる固体還元炉に適した水分量となるまで混合物に加水を行う調湿処理を施してもよい。混練機3の一例として、例えば、ミックスマーラー等を挙げることができる。混練機3によって混練された混合物は、成型機4に搬送される。   The kneader 3 kneads the mixture pulverized to a predetermined particle size by the pulverizer 2. Moreover, the kneading machine 3 may perform a humidity control process for adding water to the mixture until the water content is suitable for a solid reduction furnace used for producing reduced iron. As an example of the kneading machine 3, for example, a mix muller can be cited. The mixture kneaded by the kneader 3 is conveyed to the molding machine 4.

パンペレタイザー(皿型造粒機)、ダブルロール圧縮機(ブリケット製造機)、押し出し成型機等の成型機4は、酸化鉄原料及び還元材を含む混合物を成型し、例えばペレットのような塊成化物とする。ここで、塊成化物とは、ペレット、ブリケット、押し出し成型して裁断した成型品、粒度調整された塊状物等の粒状物・塊状物をいう。成型機4は、後述する乾燥・加熱還元後、例えば熱間にて溶解炉7に装入する際、炉内上昇ガス流で飛散しない程度の粒径以上の大きさとなるように、上記混合物を塊成化する。生成された塊成化物は、乾燥炉5へと装入される。   A molding machine 4 such as a pan pelletizer (dish granulator), a double roll compressor (briquette making machine), and an extrusion molding machine molds a mixture containing an iron oxide raw material and a reducing material, and agglomerates such as pellets. It is a chemical. Here, the agglomerated material refers to pellets, briquettes, extruded products that have been cut by extrusion molding, and granular materials / agglomerated materials such as mass-adjusted agglomerated materials. When the molding machine 4 is dried and heat-reduced, which will be described later, for example, when charged into the melting furnace 7 in the hot state, the above mixture is adjusted so as to have a size larger than the particle size so as not to be scattered by the rising gas flow in the furnace. Agglomerates. The produced agglomerated material is charged into the drying furnace 5.

乾燥炉5は、塊成化物を乾燥して、後述する加熱還元工程に適した水分含有率(換言すれば、還元鉄の製造に用いる固体還元炉ごとに適した水分含有率:例えば、1%以下)となるようにする。所定の水分含有率となった塊成化物は、後述する固体還元炉6へと搬送される。   The drying furnace 5 dries the agglomerated material and has a moisture content suitable for the heating and reducing process described later (in other words, a moisture content suitable for each solid reduction furnace used for producing reduced iron: for example, 1% And so on. The agglomerated product having a predetermined moisture content is conveyed to a solid reduction furnace 6 to be described later.

例えば回転炉床炉(Rotary Hearth Furnace:RHF)、流動床炉、シャフト炉等のような固体還元炉6は、装入された塊成化物を、LNGバーナーやCOGバーナー等の加熱雰囲気で加熱および還元し、還元鉄とする。固体還元炉は、塊成化物を例えば1000〜1300℃程度まで加熱して塊成化物の還元処理を行い、還元鉄を製造する。製造された還元鉄は、溶解炉7に搬送される。溶解炉7では、固体還元炉6で製造された還元鉄を溶解し、溶銑を生成する。生成された溶銑は、脱硫/脱炭工程、二次精錬工程、連続鋳造工程、圧延工程等を経て、各種鉄鋼製品へと加工されることとなる。   For example, the solid reduction furnace 6 such as a rotary hearth furnace (RHF), a fluidized bed furnace, a shaft furnace, etc., heats the agglomerate charged in a heating atmosphere such as an LNG burner or a COG burner. Reduce to iron reduced. The solid reduction furnace heats the agglomerate to, for example, about 1000 to 1300 ° C. to reduce the agglomerate and produce reduced iron. The manufactured reduced iron is conveyed to the melting furnace 7. In the melting furnace 7, the reduced iron produced in the solid reduction furnace 6 is melted to produce hot metal. The produced hot metal is processed into various steel products through a desulfurization / decarburization process, a secondary refining process, a continuous casting process, a rolling process, and the like.

(マイクロ波を用いた乾燥方法の概略)
以上のような還元鉄の製造工程において、通常、乾燥炉5は、熱風を用いて塊成化物を乾燥させるトンネル状の炉が用いられる。この乾燥炉5の内部には、通常、ブリケット等の塊成化物が例えば高さ250mm程度となるまで装入され、炉内を網目状の金属コンベアで搬送される。搬送される個々の塊成化物は、還元炉や溶解炉の型式等によって様々な大きさのものがあるが、例えば10φ〜20φ程度の概球形状のものや、30φ〜50φ×厚み25mm程度の大きさであり、高さ250mm程度まで積層されることで、網目状コンベアには、約300kg/mの荷重がかかる。この搬送の過程で、熱風によって塊成化物中の水分が除去され、塊成化物の水分含有率が所望の値となるように制御される。また、先だって説明したように、塊成化物中に含まれる石炭成分の発火を防止するために、使用する熱風は約200℃以下とする制約がある。
(Outline of drying method using microwaves)
In the manufacturing process of reduced iron as described above, the drying furnace 5 is usually a tunnel-shaped furnace that dries the agglomerated material using hot air. Inside the drying furnace 5, normally, agglomerates such as briquettes are charged until the height reaches, for example, about 250 mm, and the inside of the furnace is conveyed by a mesh-like metal conveyor. Each agglomerated material to be conveyed has various sizes depending on the type of the reduction furnace or melting furnace, for example, a roughly spherical shape of about 10φ to 20φ, or 30φ to 50φ × thickness of about 25 mm. The load is about 300 kg / m 2 on the mesh conveyor by being stacked up to about 250 mm in height. In the course of this conveyance, the moisture in the agglomerated material is removed by hot air, and the moisture content of the agglomerated material is controlled to a desired value. In addition, as described above, in order to prevent ignition of coal components contained in the agglomerated material, there is a restriction that the hot air used is about 200 ° C. or less.

しかしながら、本発明者らが乾燥炉内の水分の残存状況を調査した結果、図2に模式的に示したように、上方からの熱風による乾燥では、塊成化物層の上層部位は乾燥するものの、下層部位(網目状コンベアに近い部位)では水分の残留量が大きく、下層部位の塊成化物は、乾燥不良となっていることが多いことが明らかとなった。このような要因のために、塊成化物の平均乾燥化率は歩留まりが低下することとなり、乾燥度合いを高めるために、乾燥時間を長くしなければならなくなる。   However, as a result of investigating the remaining state of moisture in the drying furnace by the present inventors, as schematically shown in FIG. 2, in the drying with hot air from above, the upper layer part of the agglomerate layer is dried. In the lower layer portion (portion close to the mesh conveyor), it was revealed that the residual amount of water is large, and the agglomerated material in the lower layer portion is often poorly dried. Due to such factors, the yield of the average drying rate of the agglomerated material decreases, and the drying time must be lengthened to increase the degree of drying.

そこで、本発明者らは、塊成化物層の下層部位を選択的に加熱する方法について鋭意検討を行った。かかる検討において懸案事項となった事象は、例えば以下のようなものである。   Therefore, the present inventors have intensively studied a method for selectively heating the lower layer portion of the agglomerate layer. For example, the following are the events that have become a concern in this study.

すなわち、乾燥炉の床面は金属を用いた網目状のコンベアとなっているため、単にコンベアの下方からマイクロ波を照射した場合には、照射したマイクロ波がコンベアで反射されてしまい、塊成化物を加熱することはできない。また、コンベアの材質を、例えばテフロン(登録商標)やナイロンのようにマイクロ波の吸収が少ない材質に変更することも考えられるが、このような材質は金属網ベルトに比べて高価であり、設備費用が高額になるとともに、約300kg/mという荷重に耐えることができない。また、マイクロ波を上方から照射する場合であっても、塊成化物層の上下を乾燥炉内で反転させることで以前は下層に位置していた塊成化物を加熱することができるかもしれないが、このような上下反転を実施してしまうと、塊成化物が互いに衝突することにより砕けてしまい、塊成化物が粉化してしまうという問題が生じうる。 In other words, the floor surface of the drying furnace is a mesh-like conveyor using metal, so if microwaves are simply irradiated from below the conveyor, the irradiated microwaves are reflected by the conveyor and agglomerated. The chemical cannot be heated. It is also conceivable to change the material of the conveyor to a material that absorbs less microwaves, such as Teflon (registered trademark) or nylon, but such a material is more expensive than a metal mesh belt, The cost is high and the load of about 300 kg / m 2 cannot be withstood. In addition, even when microwaves are irradiated from above, the agglomerate previously located in the lower layer may be heated by inverting the agglomerate layer in the drying furnace. However, if such an upside down is carried out, the agglomerated product may be crushed by colliding with each other, and the agglomerated product may be pulverized.

従って、塊成化物のようなある程度の硬度を有している被乾燥体が炉内を動いている(すなわち、被乾燥体が静止していない)状況下において塊成化物を十分に乾燥させるために、例えばkWクラスの高出力のマイクロ波を、マイクロ波照射部材の耐摩耗性等を維持しながら効率良く塊成化物の下層部位に対して照射することが可能な方法を検討する必要があった。   Therefore, in order to sufficiently dry the agglomerated material under the condition that the material to be dried such as agglomerated material is moving in the furnace (that is, the material to be dried is not stationary). In addition, it is necessary to study a method that can efficiently irradiate the lower part of the agglomerate with high-power microwave of kW class, for example, while maintaining the wear resistance of the microwave irradiation member. It was.

その結果、図3に模式的に示したように、塊成化物層の下層部位に対して網目状コンベアを介さずにマイクロ波を供給することによって、マイクロ波加熱により下層に位置する塊成化物を選択的に加熱することが可能な4種類の方法に想到した。   As a result, as schematically shown in FIG. 3, the agglomerate located in the lower layer by microwave heating is supplied to the lower layer part of the agglomerate layer without passing through the mesh conveyor. The inventors have conceived four types of methods capable of selectively heating the above.

図3に模式的に示したような乾燥方法を用いることにより、塊成化物層の下層部位の乾燥進行を改善し、塊成化物の平均乾燥化率を向上させ、乾燥時間の短縮を図ることが可能となり、ひいては、乾燥工程の生産性を向上させることができる。   By using the drying method schematically shown in FIG. 3, the drying progress of the lower layer portion of the agglomerated layer is improved, the average drying rate of the agglomerated material is improved, and the drying time is shortened. As a result, productivity of the drying process can be improved.

本発明の実施形態に係るマイクロ波乾燥装置及びマイクロ波乾燥方法について説明するに先立ち、本発明者らによるマイクロ波加熱を利用した塊成化物の乾燥方法に対する各種の検討結果について、図4及び図5を参照しながら、具体的に説明する。   Prior to describing the microwave drying apparatus and the microwave drying method according to the embodiment of the present invention, various examination results on the method for drying an agglomerate using microwave heating by the present inventors will be described with reference to FIGS. This will be specifically described with reference to FIG.

<マイクロ波による加熱が及ぶ範囲についての検討>
本発明者らは、マイクロ波による加熱が及ぶ範囲について検討するために、以下のような実験を行った。図4は、塊成化物(ブリケット)に対してマイクロ波を上方から照射した場合について、マイクロ波加熱が及ぶ範囲を検証するための実験装置を模式的に示したものである。
<Examination of the range covered by microwave heating>
The present inventors conducted the following experiment in order to examine the range covered by microwave heating. FIG. 4 schematically shows an experimental apparatus for verifying the range covered by microwave heating when the agglomerate (briquette) is irradiated with microwaves from above.

図4に示したように、本発明者らは、金属製の容器に40φ×20mm程度の未乾燥ブリケット(実際の操業で用いられるもの)を積層し、チャンバー内に配置した。この際、金属製容器の略中央部分に位置するブリケットに熱電対を挿入するとともに、それぞれの層と層との間(例えば、図4下図における層A−層B間、層B−層C間・・・等)にも熱電対を設置し、温度上昇の様子をモニターできるようにした。その上で、2.45GHzのマイクロ波を照射可能な3.0kWマイクロ波発振機と、チャンバーへの入射マイクロ波出力と反射マイクロ波出力とを計測可能なパワーモニタと、反射マイクロ波を低減させるための自動整合器とを導波管で接続し、自動整合器から出力されるマイクロ波を、導波管を介してチャンバーの上方から照射した。この実験において、マイクロ波の入射電力は600Wであり、マイクロ波の照射時間は60秒とした。   As shown in FIG. 4, the present inventors laminated an undried briquette (used in actual operation) of about 40φ × 20 mm on a metal container and placed it in the chamber. At this time, a thermocouple is inserted into a briquette located at a substantially central portion of the metal container, and between each layer (for example, between layer A and layer B, between layer B and layer C in the lower diagram of FIG. 4). ... etc.) was also equipped with a thermocouple to monitor the temperature rise. In addition, a 3.0 kW microwave oscillator capable of radiating a 2.45 GHz microwave, a power monitor capable of measuring the incident microwave output and reflected microwave output to the chamber, and reducing the reflected microwave For this purpose, a microwave output from the automatic aligner was irradiated from above the chamber through the waveguide. In this experiment, the microwave incident power was 600 W, and the microwave irradiation time was 60 seconds.

その結果、図4下図に示した層Aに位置するブリケットに挿入した熱電対、及び、層A−層B間に挿入した熱電対では、明らかな温度上昇が確認され、層Bに位置するブリケットでも、層Aに位置するブリケット程ではないものの温度上昇が確認された。しかしながら、層Cよりも下層に位置するブリケットでは、温度上昇が確認できなかった。この実験結果は、塊成化物の上方からマイクロ波を照射した場合には、マイクロ波による加熱が及ぶ範囲は、せいぜい最表層から2層目までであることを示している。   As a result, in the thermocouple inserted in the briquette located in the layer A shown in the lower diagram of FIG. 4 and the thermocouple inserted between the layers A and B, a clear temperature rise was confirmed, and the briquette located in the layer B was confirmed. However, although it was not as high as the briquette located in the layer A, an increase in temperature was confirmed. However, in the briquettes located below the layer C, no temperature increase could be confirmed. This experimental result indicates that when microwaves are irradiated from above the agglomerated material, the range of heating by microwaves is at most from the outermost layer to the second layer.

ところで、物質に吸収される単位体積あたりのマイクロ波のエネルギーPabsは、以下の式11のように表される。以下の式11を参照するとわかるように、加熱される物質(被加熱物質)に吸収される単位体積あたりのマイクロ波のエネルギーPabsは、被加熱物質の導電率、誘電率及び透磁率に依存していることがわかる。従って、下記式11で表されるPabsは、被加熱物質のマイクロ波の吸収効率に関係する量であるともいえる。 By the way, the microwave energy P abs per unit volume absorbed by the substance is expressed as the following Expression 11. As can be seen by referring to Equation 11 below, the microwave energy P abs per unit volume absorbed by the substance to be heated (substance to be heated) depends on the conductivity, dielectric constant and permeability of the substance to be heated. You can see that Therefore, it can be said that P abs represented by the following formula 11 is an amount related to the microwave absorption efficiency of the heated material.

Figure 2013076562
Figure 2013076562

ここで、上記式11において、
σ :被加熱物質の導電率 [S/m]
f :マイクロ波の周波数 [Hz]
ε:真空中の誘電率 [F/m]
ε”:被加熱物質の比誘電率の虚数部
μ:真空中の透磁率 [H/m]
μ”:被加熱物質の比透磁率の虚数部
E :マイクロ波により形成される電界強度 [V/m]
H :マイクロ波により形成される磁界強度 [A/m]
π :円周率
である。
Here, in Equation 11 above,
σ: Conductivity of heated material [S / m]
f: Microwave frequency [Hz]
ε 0 : dielectric constant in vacuum [F / m]
ε ″: Imaginary part of relative permittivity of heated material μ 0 : Permeability in vacuum [H / m]
μ ”: Imaginary part of relative permeability of heated material E: Electric field strength formed by microwave [V / m]
H: intensity of magnetic field formed by microwave [A / m]
π: Pi ratio.

以下に、塊成化物の原料となる酸化鉄及び炭素材(還元材)と、一般的に使用される耐火炉材とについて、比誘電率の虚数部ε”の値をまとめて示す。   The values of the imaginary part ε ″ of the relative dielectric constant are collectively shown below for the iron oxide and carbon material (reducing material) that are the raw materials of the agglomerated material and the refractory furnace materials that are generally used.

比誘電率の虚数部ε”
・代表的な耐火炉材であるアルミナ:0.004〜0.01
・粉状の炭素粉:10〜50
・酸化鉄:0.1〜10
Imaginary part of dielectric constant ε ”
Alumina, which is a typical refractory furnace material: 0.004 to 0.01
・ Powdered carbon powder: 10-50
・ Iron oxide: 0.1-10

上記より明らかなように、塊成化物の原料となる酸化鉄及び炭素材は、乾燥炉等において一般的に使用される耐火炉材に対して比誘電率の虚数部ε”の値が大きく、酸化物及び炭素材(還元材)にマイクロ波のエネルギーをより多く吸収させることが可能である。また、酸化鉄及び炭素粉の値に比べ、代表的な耐火炉材であるアルミナの値は、1000分の1程度の小さな値となっており、耐火炉材は、マイクロ波のエネルギーを多く吸収しないことがわかる。従って、塊成化物が挿入された炉内でマイクロ波を照射した場合、耐火炉材で被覆されている炉壁等へのエネルギー供給は少なく、炉内温度の上昇を抑制したまま原料である塊成化物の温度のみを、効率よく上昇させることが可能となる。   As is clear from the above, the iron oxide and carbon material used as the raw material for the agglomerate have a large value of the imaginary part ε ″ of the relative dielectric constant relative to the refractory furnace material generally used in a drying furnace or the like, The oxide and carbon material (reducing material) can absorb more microwave energy, and the value of alumina, which is a typical refractory furnace material, compared to the values of iron oxide and carbon powder, The value is about 1/1000, and it can be seen that the refractory furnace material does not absorb much microwave energy, so when the microwave is irradiated in the furnace in which the agglomerates are inserted, There is little energy supply to the furnace wall etc. which are coat | covered with the furnace material, and it becomes possible to raise only the temperature of the agglomerate which is a raw material efficiently, suppressing the raise in furnace temperature.

しかしながら、まさに上記で説明したような特徴により、図4に示したようなマイクロ波を炉内の自由空間に照射するという実験状況では、上方から照射されたマイクロ波が上層部位に位置する塊成化物に非常に良く吸収されてしまい、乾燥促進のために熱供給を必要とする下層部位にマイクロ波が浸透しないと考えられる。従って、本発明者らは、従来のように、炉天井部や側壁や炉底面から炉内の空間に向かってマイクロ波を照射した場合には、下層部位に位置する塊成化物を加熱することはできないと判断した。   However, in the experimental situation where the microwave as shown in FIG. 4 is irradiated to the free space in the furnace due to the characteristics as described above, the microwave irradiated from above is agglomerated in the upper layer region. It is considered that the microwave does not penetrate into the lower layer portion that needs to be supplied with heat to promote drying and is absorbed by the chemicals very well. Therefore, the present inventors, as in the prior art, heat the agglomerate located in the lower layer part when microwaves are irradiated from the furnace ceiling, side walls, or furnace bottom toward the space in the furnace. Judged that it is not possible.

ところで、マイクロ波が誘電損失により物質に吸収されると、マイクロ波のエネルギーは熱に変換されて、結果的にマイクロ波を吸収した物質が加熱されることとなる。この際、マイクロ波がどのくらいまで物質の内部に浸透するかは、以下の式12で算出することが可能である。   By the way, when the microwave is absorbed by the material due to dielectric loss, the energy of the microwave is converted into heat, and as a result, the material that has absorbed the microwave is heated. At this time, how much the microwave penetrates into the substance can be calculated by the following equation 12.

Figure 2013076562
Figure 2013076562

ここで、上記式12において、
δ :マイクロ波の浸透深さ [cm]
λ :自由空間におけるマイクロ波の波長 [cm]
ε’ :物質の比誘電率(実部)
tan δ:物質の誘電正接
である。
また、tan δは、物質の誘電率ε’及び誘電損失係数ε”を用いて、(ε’/ε”)で算出することが可能である。
Here, in the above equation 12,
δ: microwave penetration depth [cm]
λ: wavelength of microwave in free space [cm]
ε ': relative permittivity of the substance (real part)
tan δ: the dielectric loss tangent of the substance.
Further, tan δ can be calculated by (ε r ′ / ε r ″) using the dielectric constant ε r ′ and the dielectric loss coefficient ε r ″ of the substance.

本発明者らによる更なる実験の結果、ブリケットは30φ〜50φ×厚み25mmの塊状であり、各ブリケットの間に空隙を持っていること、及び、搬送中のブリケットでは各ブリケットの間の空隙の状態が変化するため、マイクロ波加熱範囲が拡大し、上記式12で求めた浸透深さδの10倍までの範囲が実効的な加熱範囲(以下、δeffとも表記する。)であることが明らかとなった。ブリケットの物性値から上記浸透深さδを算出すると、その大きさは、約1cm程度となるため、マイクロ波加熱による実効的な加熱範囲δeffは、約10cm程度となる。従って、側面からのマイクロ波照射では、操業で用いられる幅2〜2.5m程度、搬送距離20〜30m程度の乾燥炉の下層部全体を加熱することは出来ないことも明らかとなった。 As a result of further experiments by the present inventors, the briquette is a lump of 30φ to 50φ × thickness 25 mm, and there is a gap between each briquette, and in the briquette being transported, the gap between each briquette Since the state changes, the microwave heating range is expanded, and the range up to 10 times the penetration depth δ obtained by Equation 12 is an effective heating range (hereinafter also referred to as δ eff ). It became clear. When the penetration depth δ is calculated from the physical property values of the briquette, the magnitude is about 1 cm, so the effective heating range δ eff by microwave heating is about 10 cm. Therefore, it was also clarified that microwave irradiation from the side face cannot heat the entire lower layer of the drying furnace having a width of about 2 to 2.5 m and a transport distance of about 20 to 30 m used in the operation.

そこで、本発明者らは、上記のような実験により得られた知見に基づいて更なる検討を行った結果、乾燥炉の下層部位全体を加熱することが可能なマイクロ波の照射方法に想到し、以下で説明するようなマイクロ波乾燥装置及びマイクロ波乾燥方法に想到したのである。   Therefore, as a result of further studies based on the knowledge obtained by the experiments as described above, the present inventors have come up with a microwave irradiation method capable of heating the entire lower layer portion of the drying furnace. The inventors have arrived at a microwave drying apparatus and a microwave drying method as described below.

図5は、塊成化物の乾燥後の水分量(%)と塊成化物の圧潰強度との関係を模式的に示したグラフ図である。塊成化物を製造するにあたっては、コーンスターチ等のデンプン系糊剤をバインダーとして使用し、求められる強度を実現するが、デンプン系糊剤は、図5に例示したように乾燥する程強度が高くなる。そのため、以下で説明するような方法により塊成化物全体の乾燥率を向上させることによって、バインダー量を変更することなく、塊成化物の圧潰強度を上昇させることができる。その結果、搬送中に砕けて使用できなくなる塊成化物の量を減少させることができ、歩留まりの向上を図ることができる。また、乾燥率を向上させることで、同じ強度を得るために添加すべきバインダーの量を減少させることが可能であるため、製造コストの削減を図ることも可能となる。   FIG. 5 is a graph schematically showing the relationship between the moisture content (%) after drying the agglomerated material and the crushing strength of the agglomerated material. In producing the agglomerated material, starch-based paste such as corn starch is used as a binder to achieve the required strength. The starch-based paste increases in strength as it is dried as illustrated in FIG. . Therefore, the crushing strength of the agglomerated product can be increased without changing the binder amount by improving the drying rate of the entire agglomerated product by the method described below. As a result, it is possible to reduce the amount of agglomerated material that cannot be used by being crushed during transportation, and the yield can be improved. Further, by improving the drying rate, it is possible to reduce the amount of the binder to be added in order to obtain the same strength, and thus it is possible to reduce the manufacturing cost.

(使用するマイクロ波について)
続いて、本発明の実施形態に係るマイクロ波乾燥装置及びマイクロ波乾燥方法に用いられるマイクロ波について、簡単に説明する。
(About the microwave used)
Next, a microwave used in the microwave drying apparatus and the microwave drying method according to the embodiment of the present invention will be briefly described.

マイクロ波は、一般的には、波長1mm〜1m、周波数300MHz〜300GHzの電磁波をいう。しかしながら、本実施形態に係る塊成化物の加熱方法で着目しているように、マイクロ波を加熱手段として用いる(いわゆるマイクロ波加熱を行う)場合には、マイクロ波とは、いわゆるISM(Industry−Science−Medical)バンドに属する周波数帯域の電磁波を指す。   The microwave generally refers to an electromagnetic wave having a wavelength of 1 mm to 1 m and a frequency of 300 MHz to 300 GHz. However, as noted in the method for heating an agglomerate according to the present embodiment, when microwaves are used as heating means (so-called microwave heating is performed), microwaves are so-called ISM (Industry- Science-Medical) refers to an electromagnetic wave in a frequency band belonging to the band.

以下で説明する本発明の実施形態では、IMSバンドに属する周波数を有する電磁波であれば特に限定されず、例えば、2.45GHz帯(2.40GHz〜2.50GHz)、5.8GHz帯(5.725GHz〜5.875GHz)、及び、24GHz帯(24.0GHz〜24.25GHz)に属する周波数等を適宜選択することが可能である。しかしながら、マイクロ波の被加熱物内部への浸透は、上記式12で表わされるようにマイクロ波の波長に比例するため、上記ISMバンドのマイクロ波では、2.45GHz帯の浸透深さδが一番大きく、したがって数少ない同軸アンテナあるいは導波管の本数、乾燥炉全幅にわたって原料ブリケットの加熱を行うことができる。また、2.45GHzは電子レンジやその他のマイクロ波加熱応用に広く用いられており装置が安価である点や、発振機1台で数十kWまでの大出力の放射が可能である点などから、kWクラスの大出力が求められる本発明の設備コストとしても、他の2種の周波数の装置よりも安価に導入することができる。このため、本発明に用いるISMバンドのマイクロ波装置としては、2.45GHzのマイクロ波を発振可能なものが好ましい。   In the embodiment of the present invention described below, there is no particular limitation as long as the electromagnetic wave has a frequency belonging to the IMS band. For example, a 2.45 GHz band (2.40 GHz to 2.50 GHz), a 5.8 GHz band (5. 725 GHz to 5.875 GHz) and frequencies belonging to the 24 GHz band (24.0 GHz to 24.25 GHz) can be selected as appropriate. However, since the penetration of microwaves into the object to be heated is proportional to the wavelength of the microwaves as represented by the above equation 12, the penetration depth δ in the 2.45 GHz band is one for the microwaves in the ISM band. The raw material briquette can be heated over the entire number of coaxial antennas or waveguides and the entire width of the drying furnace. In addition, 2.45 GHz is widely used for microwave ovens and other microwave heating applications, and the device is inexpensive, and it is possible to radiate high power up to several tens of kW with one oscillator. Also, the equipment cost of the present invention that requires a large output of kW class can be introduced at a lower cost than the other two frequency devices. For this reason, the ISM band microwave device used in the present invention is preferably capable of oscillating 2.45 GHz microwave.

(第1の実施形態)
続いて、図6〜図12を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係るマイクロ波乾燥装置及びマイクロ波乾燥方法について、詳細に説明する。
(First embodiment)
Subsequently, the microwave drying apparatus and the microwave drying method according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

<マイクロ波乾燥装置の構成について>
まず、図6を参照しながら、本実施形態に係るマイクロ波乾燥装置の構成について、詳細に説明する。図6は、本実施形態に係るマイクロ波乾燥装置の構成を説明するための説明図である。
<About the configuration of the microwave dryer>
First, the configuration of the microwave drying apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the microwave drying apparatus according to the present embodiment.

本実施形態に係るマイクロ波乾燥装置10は、粉体又は小塊状の原料を網目状コンベアで搬送する過程で、この原料の上方から熱風を吹き付けて当該熱風を原料の上方から下方へと通過させることにより、原料中に含まれる水分を低減させる熱風式のトンネル乾燥炉に対して利用されるものである。   The microwave drying apparatus 10 according to the present embodiment blows hot air from above the raw material and passes the hot air from the upper side to the lower side of the raw material in the process of conveying the powder or small block raw material by a mesh conveyor. Thus, it is used for a hot-air type tunnel drying furnace that reduces moisture contained in the raw material.

本実施形態に係るマイクロ波乾燥装置10は、図6に示したように、マイクロ波発振機101と、サーキュレータ103と、自動整合器107と、マイクロ波照射部材109と、を主に備え、これらの機器が導波管111により接続されている。なお、図6では、導マイクロ波照射部材109や導波管111等といった各部材を支持する支持機構は、図示していない。   As shown in FIG. 6, the microwave drying apparatus 10 according to the present embodiment mainly includes a microwave oscillator 101, a circulator 103, an automatic matching unit 107, and a microwave irradiation member 109. Are connected by a waveguide 111. In FIG. 6, a support mechanism for supporting each member such as the microwave guiding member 109 and the waveguide 111 is not shown.

マイクロ波発振機101は、例えばISMバンドに属する周波数を有するマイクロ波を発振する機器である。このマイクロ波発振機101は、kWクラスの出力を有するマイクロ波を発振可能な機器であることが好ましい。このマイクロ波発振機101により、例えば2.45GHz帯に属する周波数のマイクロ波が、後述するサーキュレータ103へと出力されることとなる。このマイクロ波発振機101は、公知のものを適宜選択して使用することが可能である。   The microwave oscillator 101 is a device that oscillates a microwave having a frequency belonging to, for example, an ISM band. The microwave oscillator 101 is preferably a device capable of oscillating microwaves having a kW class output. For example, a microwave having a frequency belonging to a 2.45 GHz band is output to the circulator 103 described later by the microwave oscillator 101. As this microwave oscillator 101, a publicly known one can be appropriately selected and used.

サーキュレータ103は、例えば磁石を利用したマイクロ波の進行制御を行うことで、サーキュレータ103に入力されるマイクロ波を、マイクロ波発振機101から出力された入射波と、後述する自動整合器107側から戻ってきた反射波とに分離する。サーキュレータ103は、分離した入射マイクロ波を後述する自動整合器107側へと導波するとともに、反射マイクロ波を、アイソレータ105の側へと導波する。これにより、反射マイクロ波は、アイソレータ105内に設けられたダミー負荷(例えば、水など)に吸収され、マイクロ波発振機101側に戻らないようにすることができる。このようなサーキュレータ103を設けることにより、本実施形態に係るマイクロ波乾燥装置10では、安定したマイクロ波の出力を行うことができる。このサーキュレータ103は、公知のものを適宜選択して使用することが可能である。   The circulator 103 performs a microwave progress control using, for example, a magnet, so that the microwave input to the circulator 103 is changed from the incident wave output from the microwave oscillator 101 to the automatic matching unit 107 described later. It separates into the reflected wave that has returned. The circulator 103 guides the separated incident microwave toward the automatic matching unit 107 described later, and guides the reflected microwave toward the isolator 105 side. Thereby, the reflected microwave can be absorbed by a dummy load (for example, water) provided in the isolator 105 and can be prevented from returning to the microwave oscillator 101 side. By providing such a circulator 103, the microwave drying apparatus 10 according to the present embodiment can output a stable microwave. As this circulator 103, a known circulator can be appropriately selected and used.

自動整合器107は、入射側のインピーダンスと、負荷側(すなわち、塊成化物からなる原料層側)のインピーダンスとの整合を取ることで負荷側からの反射波を低減し、反射波をほぼゼロとする機器である。この自動整合器107は、反射電界の位相及び強度を測定し、インピーダンス整合を自動で行うことで、上記のような反射波の低減を実現する。   The automatic matching unit 107 reduces the reflected wave from the load side by matching the impedance on the incident side with the impedance on the load side (that is, the raw material layer side made of agglomerated material), and the reflected wave is almost zero. It is a device. The automatic matching unit 107 measures the phase and intensity of the reflected electric field and automatically performs impedance matching, thereby realizing the reduction of the reflected wave as described above.

本実施形態に係るマイクロ波乾燥装置10の乾燥対象は、乾燥炉5内を搬送されている塊成化物等の小塊原料である。そのため、移動している小塊原料と後述するマイクロ波照射部材109との接触状況は絶えず変化し、負荷側のインピーダンスが変動するため、マイクロ波の照射効率は変動することとなる。自動整合器107を設けて負荷側のインピーダンスにあわせた自動整合処理を実現することで、後述するマイクロ波照射部材109から、マイクロ波エネルギーを、安定して効率良く原料層に照射することが可能となる。   The object to be dried by the microwave drying apparatus 10 according to the present embodiment is a small lump raw material such as an agglomerated material being conveyed in the drying furnace 5. Therefore, the contact state between the moving small lump material and the microwave irradiation member 109 to be described later constantly changes, and the impedance on the load side changes, so that the microwave irradiation efficiency changes. By providing an automatic matching unit 107 and realizing automatic matching processing according to the impedance on the load side, it is possible to stably and efficiently irradiate the raw material layer with microwave energy from the microwave irradiation member 109 described later. It becomes.

マイクロ波照射部材109は、熱風式の乾燥炉5において塊成化物からなる原料層の下層部位を選択的に加熱するために、マイクロ波を原料層の下層部位へと照射する部材である。このマイクロ波照射部材109の構成については、以下で改めて詳細に説明する。   The microwave irradiation member 109 is a member that irradiates the microwave to the lower layer portion of the raw material layer in order to selectively heat the lower layer portion of the raw material layer made of agglomerated material in the hot air drying furnace 5. The configuration of the microwave irradiation member 109 will be described in detail later.

導波管111は、マイクロ波を導波して所望の箇所へと導く管である。この導波管111の形状については、マイクロ波の導波特性等を考慮して適宜決定すればよく、導波管111自体についても、使用するマイクロ波の周波数や出力強度等に応じて、公知のものを適宜選択することができる。   The waveguide 111 is a tube that guides a microwave to a desired location. The shape of the waveguide 111 may be appropriately determined in consideration of the waveguide characteristics of the microwave, etc., and the waveguide 111 itself also depends on the frequency and output intensity of the microwave to be used. A well-known thing can be selected suitably.

<マイクロ波照射部材の構成について>
続いて、図7〜図12を参照しながら、本実施形態に係るマイクロ波照射部材の構成について、詳細に説明する。図7〜図12は、本実施形態に係るマイクロ波照射部材について示した説明図である。
<Configuration of microwave irradiation member>
Then, the structure of the microwave irradiation member which concerns on this embodiment is demonstrated in detail, referring FIGS. 7-12. 7-12 is explanatory drawing shown about the microwave irradiation member which concerns on this embodiment.

図7に例示したように、本実施形態では、中空の金属管である導波管111を、マイクロ波照射部材109として利用し、図7において紙面奥行き方向に搬送されている塊成化物からなる原料層に対して、導波管111が乾燥炉5の上方から挿入される。また、図7では、説明を分かり易くするために、乾燥炉5に挿入される導波管111のうちの1本のみを記載しているが、乾燥炉5には、複数個の導波管111が上方から挿入される。この導波管111は、網目状コンベアからなる乾燥炉5の底面に対して略垂直となるように挿入される。   As illustrated in FIG. 7, in this embodiment, the waveguide 111 that is a hollow metal tube is used as the microwave irradiation member 109 and is formed of an agglomerated material that is conveyed in the depth direction of the paper in FIG. 7. A waveguide 111 is inserted into the raw material layer from above the drying furnace 5. In FIG. 7, only one of the waveguides 111 inserted into the drying furnace 5 is shown for easy understanding, but the drying furnace 5 includes a plurality of waveguides. 111 is inserted from above. The waveguide 111 is inserted so as to be substantially perpendicular to the bottom surface of the drying furnace 5 formed of a mesh conveyor.

マイクロ波照射部材109として利用される導波管111の断面形状(原料層の搬送方向と平行な方向での断面形状)や断面の大きさは、所望の周波数及び強度を有するマイクロ波を導波することが可能な形状及び大きさとなるように適宜決定することが可能であり、例えば断面形状を矩形状(方形導波管)や円形状(円形導波管)とすることが好ましい。   The cross-sectional shape of the waveguide 111 used as the microwave irradiation member 109 (cross-sectional shape in a direction parallel to the conveying direction of the raw material layer) and the size of the cross-section guide microwaves having a desired frequency and intensity. For example, the cross-sectional shape is preferably rectangular (rectangular waveguide) or circular (circular waveguide).

特に、方形導波管においては、伝送可能なマイクロ波の自由空間における波長をλ、方形導波管の長辺の長さをaとした場合、以下の式13で表される関係を満足すればマイクロ波の基本波であるTE10モードの伝送が可能である。このとき、方形導波管の短辺bにはマイクロ波伝送に関するする制約が無く、導波管内の電界強度が内部媒質(内部気体)の絶縁破壊電圧を超えない条件下において短辺bを小さくすることができる。従って、方形導波管においては、乾燥炉中に挿入する際に搬送方向と概垂直に設置する短辺に当たる導波管の幅を、円筒導波管よりも十分に小さくすることが可能である。すなわち、方形導波管においては、導波管挿入によるブリケットの搬送への影響を小さくすることができ、本実施形態においては、円筒導波管を用いるよりも方形導波管を用いる方が好ましい。   In particular, in a rectangular waveguide, when the wavelength in a free space of a microwave that can be transmitted is λ and the length of the long side of the rectangular waveguide is a, the relationship expressed by the following Expression 13 is satisfied. For example, transmission in the TE10 mode, which is a fundamental wave of microwaves, is possible. At this time, the short side b of the rectangular waveguide has no restriction on microwave transmission, and the short side b is reduced under the condition that the electric field strength in the waveguide does not exceed the dielectric breakdown voltage of the internal medium (internal gas). can do. Therefore, in the rectangular waveguide, it is possible to make the width of the waveguide corresponding to the short side installed substantially perpendicular to the conveying direction when inserted into the drying furnace sufficiently smaller than that of the cylindrical waveguide. . That is, in the rectangular waveguide, the influence on the conveyance of briquettes due to the waveguide insertion can be reduced. In this embodiment, it is preferable to use the rectangular waveguide rather than the cylindrical waveguide. .

λ/2<a<λ ・・・(式13)     λ / 2 <a <λ (Formula 13)

乾燥炉5の内部では塊成化物が搬送方向に向かって移動しているため、導波管111は、塊成化物の流れに対して抵抗とならないように(すなわち、塊成化物の流れに正対する面積が少なくなるように)原料層中に挿入される。例えば導波管111の断面形状が矩形状である場合、矩形状の長辺が搬送方向に対して略平行になり、かつ、矩形状の短辺が搬送方向に対して略直交するように、原料層に挿入される。また、塊成化物の搬送抵抗を軽減するために、導波管111は原料層の搬送方向下流側に下端を向けるように傾いて設置されていてもよい。   Since the agglomerated material is moving in the transport direction inside the drying furnace 5, the waveguide 111 is not resistant to the agglomerated material flow (i.e., the agglomerated material flow is not corrected). Inserted in the raw material layer (so that the area with respect to it is reduced). For example, when the cross-sectional shape of the waveguide 111 is rectangular, the long side of the rectangular shape is substantially parallel to the transport direction, and the short side of the rectangular shape is substantially orthogonal to the transport direction. Inserted into the raw material layer. Moreover, in order to reduce the conveyance resistance of the agglomerated material, the waveguide 111 may be inclined so that the lower end faces the downstream side in the conveyance direction of the raw material layer.

また、導波管111は、搬送中の塊成化物から受ける単位面あたりの荷重を考慮して、断面形状が荷重を受けて座屈変形しないような強度を有するように、銅(Cu)やアルミニウム(Al)や非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼(SUS)やこれらを含む合金等の各種金属を利用して製造される。また、導波管111自体を、乾燥炉5が設置されている場所の上部(例えば、天井など)に固定する場合には、導波管自体が塊成化物からの荷重を受けて座屈変形し、搬送方向に折れ曲がらないような強度を有することが好ましい。   In addition, the waveguide 111 takes into consideration the load per unit surface that is received from the agglomerated material being transferred, so that the cross-sectional shape has a strength that prevents buckling deformation due to the load. Manufactured using various metals such as aluminum (Al), nonmagnetic austenitic stainless steel (SUS), and alloys containing these. Further, when the waveguide 111 itself is fixed to the upper part (for example, the ceiling) of the place where the drying furnace 5 is installed, the waveguide itself receives a load from the agglomerated material and buckles and deforms. However, it is preferable to have strength that does not bend in the transport direction.

乾燥炉5の原料層内部は、下層部位において約80℃以上の温度を有し、約100%に近い湿度を有する高温多湿状態にあり、このような状況下で塊成化物が移動している。そのため、導波管111の内部に湿気が侵入することによるアーキングの発生を防止するとともに、導波管111の内部への粉塵の侵入を防止するために、乾燥空気や乾燥窒素や乾燥アルゴン等の防塵ガスを中空の導波管内部に導入して、導波管111に正圧がかかっている状態とすることが好ましい。   The inside of the raw material layer of the drying furnace 5 has a temperature of about 80 ° C. or higher at the lower layer portion and is in a high temperature and high humidity state having a humidity close to about 100%, and the agglomerated material is moving under such conditions. . Therefore, in order to prevent the occurrence of arcing due to moisture entering the inside of the waveguide 111 and to prevent the intrusion of dust into the inside of the waveguide 111, dry air, dry nitrogen, dry argon, etc. It is preferable to introduce dustproof gas into the hollow waveguide so that a positive pressure is applied to the waveguide 111.

また、マイクロ波照射部材109として用いられる導波管111の先端にセラミックスカバー113を設け、このセラミックスカバーの周囲からマイクロ波が放射されるようにすることで、導波管周囲の加熱範囲を広げるようにすることが好ましい。
ここで、セラミックスカバー113の形状は、図7に示すように、導波管109の断面形状が矩形の場合には直方体状とし、導波管109の断面形状が円形の場合には円柱状とすることが好ましい。
Further, a ceramic cover 113 is provided at the tip of the waveguide 111 used as the microwave irradiation member 109, and microwaves are radiated from the periphery of the ceramic cover, thereby widening the heating range around the waveguide. It is preferable to do so.
Here, as shown in FIG. 7, the shape of the ceramic cover 113 is a rectangular parallelepiped when the cross-sectional shape of the waveguide 109 is rectangular, and is cylindrical when the cross-sectional shape of the waveguide 109 is circular. It is preferable to do.

セラミックスカバー113は、加熱源であるマイクロ波の吸収が少なく、高温多湿状態でも利用可能であり、塊成化物との接触に耐えうる強度、耐摩耗性、加工性を備える無機材料セラミックスを用いて形成される。セラミックスカバー113に用いられる無機材料セラミックスは、マイクロ波の吸収特性に関与する誘電損失係数ε”が、0.02未満であることが好ましい。誘電損失係数ε”を0.02未満とすることで、マイクロ波吸収による無機材料セラミックスの自己発熱を抑制することが可能となる。 The ceramic cover 113 is made of an inorganic material ceramic that has a low absorption of microwaves as a heating source, can be used even in a high temperature and high humidity state, and has strength, wear resistance, and workability that can withstand contact with an agglomerated material. It is formed. The inorganic material ceramic used for the ceramic cover 113 preferably has a dielectric loss coefficient ε r ″ related to microwave absorption characteristics of less than 0.02. The dielectric loss coefficient ε r ″ is less than 0.02. This makes it possible to suppress self-heating of the inorganic material ceramics due to microwave absorption.

このような無機材料セラミックスの例として、アルミナ(Al)、窒化ケイ素(Si)、サイアロン(SiAlON、化学式:Si・Al)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ホウ素(BN)等がある。これらの無機材料セラミックスを単独で使用してセラミックスカバー113を製造してもよく、これらの無機材料セラミックスを混合してセラミックスカバー113を製造してもよい。 Examples of such inorganic material ceramics include alumina (Al 2 O 3 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), sialon (SiAlON, chemical formula: Si 3 N 4 · Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), Examples include boron nitride (BN). The ceramic cover 113 may be manufactured by using these inorganic material ceramics alone, or the ceramic cover 113 may be manufactured by mixing these inorganic material ceramics.

本実施形態では、導波管111の加熱範囲が原料層の最下層まで及ぶような深さまで、乾燥炉5の上方から導波管111を挿入する。このように導波管111を原料層に挿入することで、導波管111の先端から照射されるマイクロ波エネルギーにより原料層の下層部位に位置する塊成化物を選択的に加熱することが可能となる。   In this embodiment, the waveguide 111 is inserted from above the drying furnace 5 to such a depth that the heating range of the waveguide 111 reaches the lowest layer of the raw material layer. By inserting the waveguide 111 into the raw material layer in this way, it is possible to selectively heat the agglomerate located in the lower layer portion of the raw material layer by the microwave energy irradiated from the tip of the waveguide 111. It becomes.

すなわち本実施形態は、マイクロ波を原料層の内部(下層部)で放射することにより、放射したマイクロ波エネルギーの大部分が放射点の周辺の原料に吸収され、原料の加熱に使用されるものであり、加熱のエネルギー効率の高い加熱方法である。   That is, in this embodiment, the microwave is radiated inside the raw material layer (lower layer part), so that most of the radiated microwave energy is absorbed by the raw material around the radiation point and used for heating the raw material. It is a heating method with high energy efficiency of heating.

この際、導波管111の先端と網目状コンベアとの間の離隔距離が小さくなりすぎると、導波管先端からのマイクロ波放射ができなくなる。そのため、例えば図8に示したように、導波管先端と網目状コンベアとの間の離隔距離Lを、加熱源として利用するマイクロ波の波長λの4分の1以上とすることが好ましい。 At this time, if the separation distance between the tip of the waveguide 111 and the mesh conveyor becomes too small, microwave radiation from the tip of the waveguide cannot be performed. Therefore, as shown in FIG. 8 for example, it is preferable that the distance L 1 between the waveguide tip and reticulated conveyor, more than a quarter of the wavelength of the microwaves λ utilized as a heat source .

本発明者らによる検討の結果、離隔距離Lをλ/4以上とすることで、導波管先端から放射されるマイクロ波の割合を70%超過とすることができ、網目状コンベアからの反射マイクロ波の割合を30%未満とすることができることが明らかとなった。反射マイクロ波の割合が大きい状態では、干渉によりマイクロ波の発振波長が乱れた状態となるため、自動整合器107の動作が不安定になる可能性がある。一方、反射マイクロ波の割合が30%程度であれば、自動整合器107を用いて位相整合することで、反射マイクロ波をほぼゼロにすることが可能となる。また、反射マイクロ波の割合が大きい状態では、大きな反射電力を押し返してマイクロ波を放射させることとなるため、導波管のつなぎ目部分等といった通常では加熱されない部分での異常加熱が発生する可能性があり、マイクロ波乾燥装置10の動作安定性が低下する可能性がある。 Result of studies by the present inventors, by setting the distance L 1 lambda / 4 or more, the proportion of the microwave radiated from the waveguide tip can be 70% excess, from reticulated conveyor It has been found that the proportion of reflected microwaves can be less than 30%. When the ratio of the reflected microwaves is large, the oscillation wavelength of the microwaves is disturbed due to interference, so that the operation of the automatic matching unit 107 may become unstable. On the other hand, if the ratio of the reflected microwave is about 30%, the reflected microwave can be made almost zero by phase matching using the automatic matching unit 107. In addition, when the ratio of reflected microwaves is large, microwaves are radiated by pushing back a large reflected power, which may cause abnormal heating in parts that are not normally heated, such as the joints of waveguides. There is a possibility that the operational stability of the microwave drying apparatus 10 may be reduced.

また、導波管111の先端にセラミックスカバー113を設ける場合であっても、離隔距離L1は、λ/4以上とすることが好ましい。更に、導波管111の先端にセラミックスカバー113を設ける場合、図9に示したように、セラミックスカバー113の先端と網目状コンベアとの間の離隔距離Lを、塊成化物が入り込まない程度の大きさ(例えば、塊成化物の平均高さ程度の大きさ)とすることが好ましい。 Even when the ceramic cover 113 is provided at the tip of the waveguide 111, the separation distance L1 is preferably λ / 4 or more. Furthermore, if the tip of the waveguide 111 providing a ceramic cover 113, as shown in FIG. 9, the distance L 2 between the tip and the mesh-like conveyor ceramic cover 113, the degree of agglomerate does not enter It is preferable to set it as the magnitude | size (For example, magnitude | size about the average height of an agglomerate).

本実施形態では、マイクロ波照射部材109である導波管111を乾燥炉5の幅方向に複数本配設するにあたり、配置した複数の導波管111により、塊成化物を乾燥炉5の炉幅方向に均一に加熱するため、複数本の導波管111のうち少なくとも2本は、乾燥炉の炉幅方向の互いに異なる位置に配置する。   In this embodiment, when a plurality of waveguides 111 that are the microwave irradiation members 109 are arranged in the width direction of the drying furnace 5, the agglomerated material is removed from the furnace of the drying furnace 5 by the plurality of arranged waveguides 111. In order to heat uniformly in the width direction, at least two of the plurality of waveguides 111 are arranged at different positions in the furnace width direction of the drying furnace.

そのうえで、配置した複数の導波管111が塊成化物の流れの抵抗とならないようにするため、例えば図10に示したように、図11に示した投影図において互いに幅方向に隣り合う位置の導波管の搬送方向位置が、同一とならないようにする。すなわち、図10に示した乾燥炉5を上方から見た図において、乾燥炉5の幅方向を便宜的にA〜Eの5つの領域に区分し、原料層の搬送方向をX方向、乾燥炉の幅方向をY方向とする。この場合に、本実施形態では、互いに隣り合う領域(例えば、領域A及び領域B)に属する導波管111のX方向位置が同一とならないように、各導波管111を分散させて配置する。   In addition, in order to prevent the arranged plurality of waveguides 111 from resisting the flow of the agglomerated material, for example, as shown in FIG. 10, in the projection view shown in FIG. The conveyance direction position of the waveguide should not be the same. That is, in the view of the drying furnace 5 shown in FIG. 10, the width direction of the drying furnace 5 is divided into five regions A to E for convenience, the conveying direction of the raw material layer is the X direction, and the drying furnace. The width direction is defined as the Y direction. In this case, in the present embodiment, the waveguides 111 are distributed and arranged so that the X-direction positions of the waveguides 111 belonging to adjacent regions (for example, the region A and the region B) are not the same. .

また、例えば図11に示した投影図のように、乾燥炉5を搬送方向に向かって見た場合に、各導波管111により加熱される範囲(加熱範囲)が乾燥炉5の幅方向の略全体をカバーするような間隔で、導波管111を配置することが好ましい。この際に、各導波管111の加熱範囲が互いに重畳するように、導波管111の配置間隔を決定することが好ましい。換言すれば、単一の導波管111による加熱範囲の最大幅をLとし、乾燥炉5の幅をWとし、図11に示した投影図において乾燥炉5の幅方向の導波管の個数をNとした場合に、L×N≧Wを見たすように、乾燥炉5の幅方向における最大の導波管数を決定することが好ましい。   Further, for example, as shown in the projection view shown in FIG. 11, when the drying furnace 5 is viewed in the conveyance direction, the range heated by each waveguide 111 (heating range) is the width direction of the drying furnace 5. It is preferable to arrange the waveguides 111 at intervals so as to cover substantially the whole. At this time, it is preferable to determine the arrangement interval of the waveguides 111 so that the heating ranges of the respective waveguides 111 overlap each other. In other words, the maximum width of the heating range by the single waveguide 111 is L, the width of the drying furnace 5 is W, and the number of waveguides in the width direction of the drying furnace 5 in the projection view shown in FIG. When N is N, it is preferable to determine the maximum number of waveguides in the width direction of the drying furnace 5 so as to satisfy L × N ≧ W.

具体的には、上記式12に示したマイクロ波の浸透深さδの10倍を実効的な加熱範囲δeffと考えると、上記単一の導波管111による加熱範囲の最大幅Lは2×δeffとなり、幅方向に隣り合うそれぞれの導波管の間の幅方向距離がL以下となるように、導波管111の幅方向の配置間隔を決定することが好ましい。このような間隔で導波管111を配置することにより、乾燥炉全幅分の塊成化物を、ムラなく加熱することができる。 Specifically, when 10 times the microwave penetration depth δ shown in Equation 12 is considered as the effective heating range δ eff , the maximum width L of the heating range by the single waveguide 111 is 2 × [delta] eff becomes, so that the width direction distance between the respective waveguides adjacent in the width direction is less than L, and preferably to determine the arrangement interval in the width direction of the waveguide 111. By arranging the waveguides 111 at such intervals, the agglomerated material for the entire width of the drying furnace can be heated without unevenness.

複数の導波管の間隔が上記Lよりも大きい場合は、マイクロ波による加熱範囲が炉全幅に及ばず、炉の幅方向に対して塊成化原料の加熱ムラができるため、原料の乾燥ムラにつながって好ましくない。しかしながら、マイクロ波により加熱が行われた部分については原料の乾燥が改善されるため、挿入した導波管の本数に応じて、原料全体としてみた平均値としての乾燥は改善される。   When the interval between the plurality of waveguides is larger than the above L, the heating range by the microwave does not reach the entire width of the furnace, and uneven heating of the agglomerated raw material can be performed in the width direction of the furnace. It is not preferable to lead to. However, since the drying of the raw material is improved in the portion heated by the microwave, the drying as the average value of the entire raw material is improved according to the number of inserted waveguides.

また、乾燥炉の特性として炉幅方向における熱風乾燥の効率が異なる場合には、乾燥効率が劣位で塊成化原料の乾燥が遅れている部分にのみ導波管を挿入し、マイクロ波を照射することも有効である。   Also, if the efficiency of hot air drying in the furnace width direction is different as a characteristic of the drying furnace, a waveguide is inserted only in the part where drying efficiency is inferior and drying of the agglomerated raw material is delayed, and microwave irradiation is performed It is also effective to do.

また、どのように各導波管111を配置するかについては、特に限定されるわけではなく、例えば、乾燥炉5の残留水分の偏り状況に関する知見等に基づき、この偏りを解消可能なように導波管の配設位置を決定すればよい。従って、例えば図11において、同一の領域に複数個の導波管111が配設されていてもよい。   Further, how to arrange each waveguide 111 is not particularly limited. For example, based on knowledge about the uneven state of residual moisture in the drying furnace 5, the unevenness can be eliminated. What is necessary is just to determine the arrangement position of a waveguide. Therefore, for example, in FIG. 11, a plurality of waveguides 111 may be disposed in the same region.

なお、例えば図12に示したように、導波管111の短辺の搬送方向上流側に対し、当該搬送方向上流側に行くに従い幅が狭くなるようなテーパー部115を設けてもよい。このようなテーパー部115を設けることで、導波管111による塊成化物の搬送抵抗を更に低減することが可能となる。また、導波管111の短辺の搬送方向上流側だけでなく、搬送方向下流側に対しても上記テーパー部115を設けてもよい。   For example, as shown in FIG. 12, a tapered portion 115 whose width becomes narrower toward the upstream side in the transport direction may be provided on the upstream side in the transport direction of the short side of the waveguide 111. By providing such a tapered portion 115, it is possible to further reduce the agglomerated material transport resistance by the waveguide 111. Further, the tapered portion 115 may be provided not only on the upstream side in the transport direction of the short side of the waveguide 111 but also on the downstream side in the transport direction.

以上、図6〜図12を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係るマイクロ波乾燥装置10及びマイクロ波乾燥方法について、詳細に説明した。   The microwave drying apparatus 10 and the microwave drying method according to the first embodiment of the present invention have been described in detail above with reference to FIGS.

<第1の実施形態の変形例>
次に、図13A〜図18Bを参照しながら、本発明の第1の実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について説明する。図13A〜図18Bは、本発明の第1の実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について説明するための説明図である。
<Modification of First Embodiment>
Next, a modification of the microwave irradiation member according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13A to 18B. FIG. 13A to FIG. 18B are explanatory views for explaining a modification of the microwave irradiation member according to the first embodiment of the present invention.

[導波管の側面からのマイクロ波照射]
上記説明における導波管111は、導波管111を原料層に挿入した際に、網目状コンベアと対向する端部(すなわち、図7等における導波管111の底面)が開口となっており、この底面からマイクロ波が照射されるものであった。導波管111の底面に開口が設けられる場合には、導波管周囲の加熱範囲を広げつつ、導波管111の内部への塊成化物等の侵入を防止するために、導波管111の先端に無機材料セラミックスからなるセラミックスカバー113を設けることが好ましいものであった。
[Microwave irradiation from the side of the waveguide]
The waveguide 111 in the above description has an opening at the end (that is, the bottom surface of the waveguide 111 in FIG. 7 or the like) facing the mesh conveyor when the waveguide 111 is inserted into the raw material layer. The microwave was irradiated from this bottom surface. When an opening is provided in the bottom surface of the waveguide 111, the waveguide 111 is formed in order to prevent the agglomerates and the like from entering the waveguide 111 while expanding the heating range around the waveguide 111. It was preferable to provide a ceramic cover 113 made of an inorganic material ceramic at the tip of the ceramic.

かかる無機材料セラミックスは、塊成化物原料の摩擦に耐える硬さを有するものであるため、セラミックスカバー113の加工に手間がかかる。従って、例えば図12に示したような、塊成化物の搬送を妨げないために抵抗を少なくするためのテーパー形状等への形状加工を行う場合、導波管及びセラミックスカバーの製造コストが増加してしまう。   Since such inorganic material ceramics has a hardness that can withstand the friction of the agglomerated material, it takes time to process the ceramic cover 113. Therefore, for example, as shown in FIG. 12, when performing shape processing into a tapered shape or the like for reducing resistance so as not to hinder the transportation of the agglomerated material, the manufacturing costs of the waveguide and the ceramic cover increase. End up.

そこで、本変形例では、導波管111の底面ではなく、導波管111の側面(より詳細には、導波管111を原料層に挿入した際に原料層搬送方向に対して平行となる側面)に切り欠き部を形成し、かかる側面からマイクロ波を照射する方法について説明する。   Therefore, in this modification, not the bottom surface of the waveguide 111 but the side surface of the waveguide 111 (more specifically, when the waveguide 111 is inserted into the material layer, it becomes parallel to the material layer transport direction. A method of forming a notch on the side surface and irradiating microwaves from the side surface will be described.

図13Aは、本変形例に係る導波管111の先端部を模式的に示したものである。図13Aに示した導波管111には、原料層の搬送方向上流側にテーパー部115が設けられている。また、図13Aの左側の図に示したように、導波管111を原料層に挿入した際に乾燥炉の原料層搬送方向に対して平行となる側面(すなわち、図13Aの紙面と平行な側面)には、切り欠き部151が形成されている。   FIG. 13A schematically shows the distal end portion of the waveguide 111 according to this modification. In the waveguide 111 shown in FIG. 13A, a tapered portion 115 is provided on the upstream side in the transport direction of the raw material layer. Further, as shown in the diagram on the left side of FIG. 13A, when the waveguide 111 is inserted into the raw material layer, the side surface that is parallel to the raw material layer transport direction of the drying furnace (that is, parallel to the paper surface of FIG. 13A). On the side surface, a notch 151 is formed.

このような切り欠き部151を導波管111の側面に形成することで、かかる切り欠き部151がマイクロ波の放射窓となり、切り欠き部151から原料層へとマイクロ波が照射されることとなる。   By forming such a notch 151 on the side surface of the waveguide 111, the notch 151 becomes a microwave radiation window, and the microwave is irradiated from the notch 151 to the raw material layer. Become.

切り欠き部151から導波管111の内部へ塊成化物が入り込むことを防止するため、図13Aの右側の図に示したように、上述のような無機材料セラミックスで形成された板状のセラミックスカバー153により、切り欠き部151を覆うことが好ましい。   In order to prevent the agglomerate from entering the inside of the waveguide 111 from the notch 151, as shown in the diagram on the right side of FIG. 13A, a plate-like ceramic formed of the inorganic material ceramic as described above It is preferable to cover the notch 151 with the cover 153.

乾燥炉5では、原料層の上方から熱風を供給することで原料層の構成する塊成化物を乾燥させているため、積層している塊成化物の下層に行くに従って水分が多く残存することとなる。従って、マイクロ波照射による乾燥効果をより向上させるためには、原料層のなるべく下方にマイクロ波を照射することが好ましく、切り欠き部151は、図13Bに示すように、下層部に近い導波管の先端部まで設けることが望ましい。また、導波管111の底面の金属部分111aはマイクロ波の反射体であるため、図13Cに示した底面の金属部分111aの幅Aを変更することによって、放射されるマイクロ波の分布が変化することとなる。   In the drying furnace 5, since the agglomerated material constituting the raw material layer is dried by supplying hot air from above the raw material layer, more moisture remains as it goes to the lower layer of the laminated agglomerated material. Become. Therefore, in order to further improve the drying effect by microwave irradiation, it is preferable to irradiate the raw material layer with microwaves as much as possible, and the cutout portion 151 is guided near the lower layer portion as shown in FIG. 13B. It is desirable to provide up to the tip of the tube. Further, since the metal portion 111a on the bottom surface of the waveguide 111 is a microwave reflector, the distribution of the emitted microwaves is changed by changing the width A of the metal portion 111a on the bottom surface shown in FIG. 13C. Will be.

具体的には、図13Dに示すように導波管111の底面部分の幅Aを狭くすることにより、図13Cに示した場合と比較して、より下層部近い部分へのマイクロ波の放射が行われるようにすることも可能である。ただし、底部の金属部分111aの幅は、マイクロ波の放射部分のインピーダンスに影響を与えるため、導波管へのマイクロ波の反射があまり大きくならない適当な幅とすることが望ましく、周囲の塊成化原料の電磁気物性値(誘電率、透磁率、導電率等)や塊成化原料の大きさ、充填密度等に応じてマイクロ波の反射量が少なくなるように幅Aを設計することが望ましい。   More specifically, by reducing the width A of the bottom surface portion of the waveguide 111 as shown in FIG. 13D, compared to the case shown in FIG. It is also possible to do so. However, since the width of the bottom metal portion 111a affects the impedance of the microwave radiating portion, it is desirable that the width of the metal portion 111a be an appropriate width so that the reflection of the microwave to the waveguide does not become so large. It is desirable to design the width A so that the amount of reflected microwaves is reduced according to the electromagnetic property values (dielectric constant, magnetic permeability, conductivity, etc.) of the chemicalizing raw material, the size of the agglomerated raw material, the packing density, etc. .

なお、導波管111の底面には、マイクロ波を吸収しない材質からなる部材であれば存在していてもよい。従って、図13C及び図13Dに示したように、防塵用にセラミックスカバー153aを設けても良い。また、図13Dに示すように、底面の金属部分111aの幅Aが狭くなる場合には、導波管111の底面にセラミックスカバー153aを設けることが好ましい。   Note that a member made of a material that does not absorb microwaves may be present on the bottom surface of the waveguide 111. Therefore, as shown in FIGS. 13C and 13D, a ceramic cover 153a may be provided for dust prevention. Further, as shown in FIG. 13D, when the width A of the metal portion 111a on the bottom surface is narrowed, it is preferable to provide a ceramic cover 153a on the bottom surface of the waveguide 111.

また、図13Eに示したB−B切断線での概略断面図に示したように、セラミックスカバー153は、乾燥炉の内部でも使用可能な公知の材料を用いた治具により切り欠き部151に固定すればよい。   Further, as shown in the schematic cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 13E, the ceramic cover 153 is formed in the notch 151 with a jig using a known material that can be used even inside the drying furnace. Fix it.

なお、切り欠き部151の原料層搬送方向の幅Wは、特に限定されるものではなく、導波管111の大きさ、使用するマイクロ波の周波数や出力強度等に応じて適宜決定すればよい。   The width W of the cutout portion 151 in the raw material layer conveyance direction is not particularly limited, and may be determined as appropriate according to the size of the waveguide 111, the frequency of the microwave used, the output intensity, and the like. .

次に、図14を参照しながら、本変形例に係る導波管111の原料層への挿入方法について説明する。図14は、本変形例に係る導波管111を乾燥炉5の上方から挿入した様子を乾燥炉5の側面から見た場合を模式的に示した説明図である。なお、図14では、便宜上、板状のセラミックスカバー153を省略して図示している。   Next, a method for inserting the waveguide 111 according to the present modification into the raw material layer will be described with reference to FIG. FIG. 14 is an explanatory view schematically showing a state in which the waveguide 111 according to this modification is inserted from above the drying furnace 5 when viewed from the side of the drying furnace 5. In FIG. 14, for convenience, the plate-like ceramic cover 153 is omitted.

導波管111の側面に対して切り欠き部151を設けた場合、切り欠き部151のマイクロ波発振機101に近い部分(すなわち、切り欠き部151の原料層高さ方向の上端部)の放射強度が大きくなる。一方、乾燥炉5では、原料層の上方から熱風を供給することで原料層の構成する塊成化物を乾燥させているため、積層している塊成化物の下層に行くに従って水分が多く残存することとなる。従って、マイクロ波照射による乾燥効果をより向上させるためには、原料層のなるべく下方にマイクロ波を照射することが好ましい。   When the notch 151 is provided on the side surface of the waveguide 111, the radiation of the notch 151 close to the microwave oscillator 101 (that is, the upper end of the notch 151 in the height direction of the raw material layer). Strength increases. On the other hand, in the drying furnace 5, since the agglomerated material constituting the raw material layer is dried by supplying hot air from above the raw material layer, more moisture remains as it goes to the lower layer of the laminated agglomerated material. It will be. Therefore, in order to further improve the drying effect by the microwave irradiation, it is preferable to irradiate the raw material layer with the microwave as much as possible.

そこで、本変形例では、マイクロ波で加熱したい原料層の厚みをLと表し、切り欠き部151の原料層高さ方向の上端の位置(すなわち、図14における網目状コンベアと切り欠き部151の上端との間の離隔距離)をLと表した場合に、L≦Lという関係を満たすように導波管111を挿入することが好ましい。マイクロ波で加熱したい原料層の厚みLを、原料層の最下層に対応する厚みとすることで、原料層の最下層を効果的にマイクロ波により加熱することが可能となる。 Therefore, in this modification, the thickness of the raw material layer to be heated by the microwave is represented by L, and the position of the upper end of the cutout portion 151 in the raw material layer height direction (that is, the mesh conveyor and the cutout portion 151 in FIG. When the separation distance from the upper end is expressed as L 3 , it is preferable to insert the waveguide 111 so as to satisfy the relationship L 3 ≦ L. By setting the thickness L of the raw material layer to be heated by the microwave to a thickness corresponding to the lowermost layer of the raw material layer, the lowermost layer of the raw material layer can be effectively heated by the microwave.

なお、厚みLの選択方法については、特に限定されるものではなく、過去の操業実績等から得られる知見に基づいて適宜選択すればよい。   The method for selecting the thickness L is not particularly limited, and may be appropriately selected based on knowledge obtained from past operation results.

また、切り欠き部151から放射されるマイクロ波の割合を増やし、かつ、網目状コンベアからの反射マイクロ波の割合を減らすために、離隔距離Lを、加熱源として利用するマイクロ波の波長(自由空間における波長)λの4分の1以上とすることが好ましい。 Also, increasing the proportion of the microwave radiated from the cutout portion 151, and, in order to reduce the proportion of the reflected microwaves from the reticulated conveyor, the wavelength of the microwaves utilizing distance L 3, as a heat source ( It is preferable that the wavelength is equal to or more than a quarter of the wavelength (λ) in free space.

一方、導波管111の先端部と網目状コンテナとの間に塊成化物が入り込まないようにするために、図14に示した導波管の先端部と網目状コンテナとの間の離隔距離Lを、塊成化物が入り込まない程度の大きさ(例えば、塊成化物の平均高さ程度の大きさ)とすることが好ましい。 On the other hand, in order to prevent an agglomerate from entering between the distal end portion of the waveguide 111 and the mesh container, the separation distance between the distal end portion of the waveguide and the mesh container shown in FIG. L 4 is preferably set to such a size that the agglomerated material does not enter (for example, the size of the average height of the agglomerated material).

以上、図13A〜図14を参照しながら、本変形例に係る導波管111の構成について、詳細に説明した。
なお、切り欠き部151は、導波管111を原料層に挿入した際に乾燥炉の原料層搬送方向に対して平行となる側面のどちらか一方にのみ形成されてもよいが、該当する側面の両方に対して形成されることが好ましい。また、乾燥炉の原料層搬送方向に対して平行となる側面に加えて、導波管111の原料層搬送方向下流側の側面に対して切り欠き部151を形成してもよい。
The configuration of the waveguide 111 according to this modification has been described in detail above with reference to FIGS. 13A to 14.
The notch 151 may be formed only on one of the side surfaces parallel to the material layer transport direction of the drying furnace when the waveguide 111 is inserted into the material layer. It is preferable to form both. In addition to the side surface parallel to the material layer conveyance direction of the drying furnace, a notch 151 may be formed on the side surface of the waveguide 111 on the downstream side in the material layer conveyance direction.

[導波管の原料層搬送方向の配設方法]
次に、図15〜図17Bを参照しながら、本変形例に係る導波管の原料層搬送方向の配設方法について説明する。
[Method of disposing the waveguide in the material layer transport direction]
Next, with reference to FIGS. 15 to 17B, a method of arranging the waveguide according to this modification in the raw material layer transport direction will be described.

乾燥炉5の内部を搬送されている塊成化物原料が、本変形例に係る導波管111一つから照射されるマイクロ波によって加熱される時間tは、導波管111の切り欠き部151の原料層搬送方向の幅をW[mm]とし、塊成化物の搬送速度をV[mm/sec]とした場合に、おおよそ(W/V)秒となる。   The time t during which the agglomerated material transported inside the drying furnace 5 is heated by the microwave irradiated from one waveguide 111 according to this modification is the notch 151 of the waveguide 111. When the width in the raw material layer transport direction is W [mm] and the transport speed of the agglomerated material is V [mm / sec], it is approximately (W / V) seconds.

一方、導波管を用いてマイクロ波を導波する場合、導波管内部に複数の伝播モードが発生しないようにし、マイクロ波の伝送効率を維持するために、導波管の幅を導波するマイクロ波の波長未満とすることが多い。例えば、2.45GHzのマイクロ波を用いる場合、導波管の搬送方向の最大幅は、120mm程度の大きさとなる。従って、導波管1本の最大幅が120mm程度である場合、通常の網目状コンベアの搬送速度を考慮すると、上記時間tは極めて短時間となる。   On the other hand, when a microwave is guided using a waveguide, the width of the waveguide is guided in order to prevent a plurality of propagation modes from occurring inside the waveguide and to maintain the transmission efficiency of the microwave. It is often less than the microwave wavelength. For example, when a 2.45 GHz microwave is used, the maximum width of the waveguide in the conveyance direction is about 120 mm. Therefore, when the maximum width of one waveguide is about 120 mm, the time t is extremely short considering the transport speed of a normal mesh conveyor.

このような短時間の間に塊成化物をマイクロ波によって十分に乾燥させるために、方策の一つとして、出力強度の大きなマイクロ波を利用することが考えられる。しかしながら、導波管の周囲に存在し、マイクロ波によって加熱される塊成化物は、塊成化物の位置により加熱の大小に差が生じるため、必ずしも均一に加熱されるわけではない。また、大出力のマイクロ波を用い短時間での乾燥を得ようとする場合には、一部の塊成化物が過剰加熱され、塊成化物に含まれる揮発成分が発火してしまう可能性がある。そのため、塊成化物をマイクロ波によって十分に乾燥させるためには、塊成化物が過剰加熱しない程度の出力を有するマイクロ波を利用し、マイクロ波の作用時間を長くすることで、乾燥の促進を図ることが重要となる。   In order to sufficiently dry the agglomerate with microwaves in such a short time, it is conceivable to use microwaves with high output intensity as one of the measures. However, the agglomerates that exist around the waveguide and are heated by microwaves are not necessarily heated uniformly because of differences in heating depending on the position of the agglomerates. In addition, when trying to obtain drying in a short time using a high-power microwave, some agglomerates may be overheated and the volatile components contained in the agglomerates may ignite. is there. Therefore, in order to sufficiently dry the agglomerate by microwave, the microwave is used so that the agglomerate does not overheat, and the microwave action time is lengthened to promote drying. It is important to plan.

そこで、本変形例では、例えば図15に示したように、原料層の搬送方向に導波管111の加熱範囲が連続するように、導波管111を原料層の搬送方向に並べて配設する。このような導波管の配設方法を採用することで、マイクロ波が照射されている区間を長くすることができ、ひいては、塊成化物へのマイクロ波の作用時間を長くすることが可能となる。   Therefore, in this modification, for example, as shown in FIG. 15, the waveguides 111 are arranged side by side in the material layer conveyance direction so that the heating range of the waveguide 111 is continuous in the material layer conveyance direction. . By adopting such a waveguide arrangement method, it is possible to lengthen the section where the microwave is irradiated, and in turn, it is possible to lengthen the action time of the microwave on the agglomerated material. Become.

ここで、導波管111の搬送方向の配列方法は、搬送方向に隣り合う互いの導波管111の加熱範囲が連続するようにすれば、特に限定されるものではなく、隣り合う導波管111が互いに接触していてもよいし、離隔していてもよい。なお、隣り合う導波管111を離隔して配置する場合には、隣り合う導波管111の間の空間に塊成化物が詰らないように、カバー等を設けることが好ましい。   Here, the arrangement method of the waveguides 111 in the transport direction is not particularly limited as long as the heating ranges of the waveguides 111 adjacent to each other in the transport direction are continuous. 111 may be in contact with each other or may be separated from each other. When the adjacent waveguides 111 are arranged apart from each other, it is preferable to provide a cover or the like so that the agglomerated material is not clogged in the space between the adjacent waveguides 111.

また、図15では、2つの導波管111を搬送方向に連続して配設する場合について図示しているが、搬送方向に3個以上の導波管111を連続して配設してもよいことは言うまでもない。   Further, FIG. 15 illustrates the case where two waveguides 111 are continuously arranged in the carrying direction, but three or more waveguides 111 may be arranged continuously in the carrying direction. Needless to say, it is good.

複数の導波管111を互いに接触させて配置する場合には、例えば図16Aと、図16AのA−A切断線での概略断面図である図16Bとに示したように、相隣接する導波管111に亘るように切り欠き部151を連続して設けてもよい。この場合、図16Bに示した間仕切りdの厚みは、マイクロ波の導波を維持可能な範囲で薄くすることが可能である。   When arranging the plurality of waveguides 111 in contact with each other, for example, as shown in FIG. 16A and FIG. 16B which is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The notch 151 may be provided continuously so as to extend over the wave tube 111. In this case, the thickness of the partition d shown in FIG. 16B can be reduced as long as the microwave can be guided.

なお、図15に示したような導波管の配設方法は、本変形例に係る導波管111だけでなく、図7に例示した第1の参考形態に係る導波管111に対しても適用することが可能であることは言うまでもない。   Note that the waveguide arrangement method as shown in FIG. 15 is not limited to the waveguide 111 according to the present modification, but also to the waveguide 111 according to the first reference embodiment illustrated in FIG. It goes without saying that it is also possible to apply.

また、マイクロ波の作用時間を長くするために、例えば図17A及び図17Bに示したように、導波管の終端部を分岐させることで導波管の幅を広げ、マイクロ波が照射される面積を増加させるようにしてもよい。この場合、導波管111の内部にインピーダンスの整合を目的とした整合ピン155と分岐板157を設ける等といった公知のマイクロ波の分岐技術を適用することが可能である。この場合、1本の導波管を導波しているマイクロ波を2本の導波管それぞれに導波させるため、導波管の幅がマイクロ波の波長未満という条件を満足しつつ導波管111の加熱範囲を長くすることが可能となる。また、マイクロ波の加熱範囲を広げつつ乾燥炉5の上方に突出する導波管111の本数を削減することが可能となるため、設備の省スペース化を図ることが可能となる。   Moreover, in order to lengthen the action time of the microwave, for example, as shown in FIGS. 17A and 17B, the end of the waveguide is branched to widen the waveguide and the microwave is irradiated. The area may be increased. In this case, a known microwave branching technique such as providing a matching pin 155 and a branch plate 157 for impedance matching inside the waveguide 111 can be applied. In this case, since the microwave guided through one waveguide is guided to each of the two waveguides, the waveguide is guided while satisfying the condition that the width of the waveguide is less than the wavelength of the microwave. It becomes possible to lengthen the heating range of the tube 111. In addition, since the number of the waveguides 111 protruding above the drying furnace 5 can be reduced while expanding the microwave heating range, it is possible to save the space for the equipment.

[搬送方向の振動緩和機構]
次に、図18A及び図18Bを参照しながら、塊成化物の搬送に伴って導波管111に発生する振動を緩和するための技術について説明する。
[Vibration relaxation mechanism]
Next, with reference to FIGS. 18A and 18B, a technique for mitigating vibrations that occur in the waveguide 111 as the agglomerated material is conveyed will be described.

本発明の第1の実施形態とその変形例に係るマイクロ波乾燥装置10では、塊成化物を網目状コンベア上に積層して原料層とした上で搬送しながら、原料層の上部から下部に向かって熱風を通過させることで塊成化物を乾燥させる乾燥炉に対して、乾燥炉の上方から導波管111を挿入し、原料層下層部に対してマイクロ波を照射することで、該当する部位の乾燥を促進させる装置である。   In the microwave drying apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention and the modification thereof, the agglomerated material is stacked on a mesh conveyor to form a raw material layer, and then conveyed from the upper part to the lower part of the raw material layer. Corresponding by inserting the waveguide 111 from above the drying furnace and irradiating the raw material layer lower layer with the microwave to the drying furnace that dries the agglomerate by passing hot air toward it. It is a device that promotes drying of the part.

この際、乾燥炉5の上方から挿入している導波管111には、塊成化物の搬送に伴って変動する応力が働く。導波管に作用する応力が変動する理由としては、網目状コンベアによる搬送速度が一定ではなくわずかながら変動すること、塊成化物の密度が厳密には均一ではないため、導波管に接触する塊成化物の状態が搬送に伴って時々刻々と変化すること、等が考えられる。このような変動する応力が導波管111に作用すると、導波管111には原料層搬送方向の振動が生じることとなる。このような状況下で導波管の長期使用を考えた場合、かかる振動が導波管の疲労破壊の原因となることが懸念される。   At this time, a stress that fluctuates with the transport of the agglomerated material acts on the waveguide 111 inserted from above the drying furnace 5. The stress acting on the waveguide fluctuates because the conveyance speed by the mesh conveyor is not constant but slightly fluctuates, and the density of the agglomerates is not strictly uniform, so it contacts the waveguide. It is conceivable that the state of the agglomerated material changes from moment to moment with the conveyance. When such a fluctuating stress acts on the waveguide 111, the waveguide 111 is vibrated in the direction in which the raw material layer is conveyed. When considering long-term use of the waveguide under such circumstances, there is a concern that such vibration may cause fatigue fracture of the waveguide.

そこで、本変形例に係るマイクロ波乾燥装置10では、導波管111に対して、塊成化物の搬送に伴って発生する振動を緩和する振動緩和機構を設置する。このような振動緩和機構としては、以下の2種類の機構を挙げることができる。   Therefore, in the microwave drying apparatus 10 according to the present modification, a vibration mitigation mechanism that mitigates vibrations generated along with the transportation of the agglomerated material is installed in the waveguide 111. Examples of such a vibration relaxation mechanism include the following two types of mechanisms.

第1の振動緩和機構として、マイクロ波発振機101で発生したマイクロ波を導波する導波管111のうち振動発生部位になるべく近い部位に、振動を緩和する機構を備える導波管を設けることが挙げられる。   As a first vibration mitigating mechanism, a waveguide having a mechanism for mitigating vibration is provided in a portion of the waveguide 111 that guides the microwave generated by the microwave oscillator 101 as close as possible to the vibration generating portion. Is mentioned.

振動を緩和する機構を備える導波管としては、例えば、導波管の中心軸方向のスライドを可能にするスライド機構を有する導波管(以下、スライド導波管と称する。)や、マイクロ波を導波可能な金属材(より好ましくは、導波管と同様の金属材)により形成された蛇腹部を有する導波管(以下、フレキシブル導波管と称する。)等を挙げることができる。   As a waveguide including a mechanism for reducing vibration, for example, a waveguide having a slide mechanism that enables sliding in the central axis direction of the waveguide (hereinafter referred to as a slide waveguide), or a microwave. For example, a waveguide having a bellows portion formed of a metal material capable of being guided (more preferably, a metal material similar to the waveguide) (hereinafter referred to as a flexible waveguide).

スライド導波管は、スライド機構を有することで、導波管の中心軸方向の伸縮が可能となるため、導波管の中心軸方向と略平行な振動を緩和することができる。また、フレキシブル導波管は、金属製の蛇腹部を有することで、導波管の中心軸方向に対して略直交する方向に湾曲することが可能となるため、導波管の中心軸方向に対して略直交する方向の振動を緩和することが可能となる。   Since the slide waveguide has a slide mechanism, it can expand and contract in the central axis direction of the waveguide, so that vibration substantially parallel to the central axis direction of the waveguide can be mitigated. In addition, since the flexible waveguide has a metal bellows portion, it can be bent in a direction substantially orthogonal to the central axis direction of the waveguide. On the other hand, it is possible to mitigate vibrations in a direction substantially perpendicular to the direction.

また、第2の振動緩和機構として、マイクロ波照射部材である導波管111を支持する支持体の一部に弾性部材を設けることが挙げられる。バネ機構やゴム製部材等といった弾性部材を支持体の一部に設けることで、支持体が支持する導波管111に発生する振動を弾性部材によって緩和することが可能となる。   Further, as the second vibration relaxation mechanism, an elastic member may be provided on a part of the support that supports the waveguide 111 that is a microwave irradiation member. By providing an elastic member such as a spring mechanism or a rubber member in a part of the support, vibration generated in the waveguide 111 supported by the support can be reduced by the elastic member.

以上説明したような振動緩和機構を設けることで、塊成化物の搬送に伴って発生する振動を緩和することが可能となり、導波管111が疲労破壊することを防止することができる。   By providing the vibration mitigating mechanism as described above, it is possible to mitigate vibrations that occur with the transportation of the agglomerated material, and it is possible to prevent the waveguide 111 from being fatigued.

図18Aは、導波管111に対して、第1の振動緩和機構としてフレキシブル導波管161を設置するとともに、第2の振動緩和機構として支持体163の一部に例えばバネ機構からなる弾性部材165を設けた例を示している。   In FIG. 18A, a flexible waveguide 161 is installed as a first vibration relaxation mechanism with respect to the waveguide 111, and an elastic member made of, for example, a spring mechanism as a second vibration relaxation mechanism is formed on a part of the support 163. An example in which 165 is provided is shown.

図18Aに示した例では、マイクロ波発振機101、サーキュレータ103、自動整合器107等といったマイクロ波発振機構から延設された導波管111のうち、鉛直方向に延びる導波管の一部に、フレキシブル導波管161が設置されている。フレキシブル導波管161は、上記のように、導波管の軸方向に対して略直交する方向の振動を緩和するものであるため、図18Aに示したように、乾燥炉5へと挿入するために略鉛直方向に設けられる導波管111の一部に設置されることが好ましい。   In the example shown in FIG. 18A, among the waveguides 111 extending from the microwave oscillation mechanism such as the microwave oscillator 101, the circulator 103, and the automatic matching unit 107, a part of the waveguide extending in the vertical direction is used. A flexible waveguide 161 is installed. As described above, the flexible waveguide 161 relieves vibration in a direction substantially orthogonal to the axial direction of the waveguide, and therefore is inserted into the drying furnace 5 as shown in FIG. 18A. Therefore, it is preferable to be installed in a part of the waveguide 111 provided in a substantially vertical direction.

また、図18Aでは、導波管111を支持し、水平方向に延設される支持体163の一部に、バネ機構からなる弾性部材165が設けられている。バネ機構は、バネがバネの中心軸方向に伸縮することで応力を緩和する機構である。   In FIG. 18A, an elastic member 165 including a spring mechanism is provided on a part of a support 163 that supports the waveguide 111 and extends in the horizontal direction. The spring mechanism is a mechanism that relieves stress by expanding and contracting the spring in the direction of the central axis of the spring.

図18Aに示したように、マイクロ波発振機構や支持体163の末端は、壁等の強固な部材に固定されている。その上で、上記のようなフレキシブル導波管161や弾性部材165を設置することで、フレキシブル導波管161より下流側かつ弾性部材165よりも前方に位置する導波管111が構造的に分離され、ある程度自由に動くことが可能となる。なお、導波管111の乾燥炉5への挿入部分には、導波管111のある程度の動きを許容しつつ、乾燥炉5の気密を維持するための埋め込み材167を設けておくことが好ましい。   As shown in FIG. 18A, the ends of the microwave oscillation mechanism and the support 163 are fixed to a strong member such as a wall. In addition, by installing the flexible waveguide 161 and the elastic member 165 as described above, the waveguide 111 positioned downstream of the flexible waveguide 161 and ahead of the elastic member 165 is structurally separated. It is possible to move freely to some extent. In addition, it is preferable to provide an embedding material 167 for maintaining the hermeticity of the drying furnace 5 while allowing the waveguide 111 to move to some extent while inserting the waveguide 111 into the drying furnace 5. .

図18Bは、図18Aに示したフレキシブル導波管161に代えて、スライド導波管169を設置した例を示している。スライド導波管169は、上記のように、導波管の軸方向の振動を緩和するものであるため、図18Bに示したように、略水平方向に延設される導波管111の一部に設置されることが好ましい。   FIG. 18B shows an example in which a slide waveguide 169 is installed instead of the flexible waveguide 161 shown in FIG. 18A. As described above, the slide waveguide 169 relaxes vibrations in the axial direction of the waveguide. Therefore, as shown in FIG. 18B, one of the waveguides 111 extending in the substantially horizontal direction. It is preferable to be installed in the section.

なお、図18A及び図18Bでは、一つの導波管111に対してフレキシブル導波管161又はスライド導波管169の一方を配設する場合について図示しているが、フレキシブル導波管161とスライド導波管169を併用しても良い。また、図18A及び図18Bでは、フレキシブル導波管161、弾性部材165、スライド導波管169を一つ用いる場合について図示しているが、これらの部材を一つの導波管111に対して複数設置してもよい。   18A and 18B illustrate the case where one of the flexible waveguide 161 and the slide waveguide 169 is provided for one waveguide 111, the flexible waveguide 161 and the slide are illustrated. A waveguide 169 may be used in combination. 18A and 18B illustrate the case where one flexible waveguide 161, elastic member 165, and slide waveguide 169 are used, a plurality of these members are provided for one waveguide 111. May be installed.

また、図18A及び図18Bでは、フレキシブル導波管161又はスライド導波管169と、弾性部材165と、を併用する場合について図示しているが、塊成化物の搬送速度等によっては、弾性部材165を用いずに、フレキシブル導波管161又はスライド導波管169のみを配設するようにしてもよい。   18A and 18B illustrate the case where the flexible waveguide 161 or the slide waveguide 169 and the elastic member 165 are used together, but depending on the transport speed of the agglomerated material, the elastic member Instead of using 165, only the flexible waveguide 161 or the slide waveguide 169 may be provided.

なお、図18A及び図18Bでは、変動する応力を受ける導波管を構造的に分離するための機構について説明したが、マイクロ波発振機構を含む導波管111全体を可動式にして、振動を緩和するようにすることも考えられる。   18A and 18B, the mechanism for structurally separating the waveguide subjected to fluctuating stress has been described. However, the entire waveguide 111 including the microwave oscillation mechanism is made movable so that vibration can be generated. It may be possible to relax.

以上、図13A〜図18Bを参照しながら、本発明の第1の実施形態に係るマイクロ波照射部材の変形例について説明した。   In the above, the modification of the microwave irradiation member which concerns on the 1st Embodiment of this invention was demonstrated, referring FIG. 13A-FIG. 18B.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

10 マイクロ波乾燥装置
101 マイクロ波発振機
103 サーキュレータ
105 アイソレータ
107 自動整合器
109 マイクロ波照射部材
111 導波管
113,153 セラミックスカバー
115 テーパー部
151 切り欠き部
155 整合ピン
157 分岐板
161 フレキシブル導波管
163 支持体
165 弾性部材
167 埋め込み材
169 スライド導波管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Microwave dryer 101 Microwave oscillator 103 Circulator 105 Isolator 107 Automatic aligner 109 Microwave irradiation member 111 Waveguide 113,153 Ceramics cover 115 Tapered part 151 Notch part 155 Alignment pin 157 Branch plate 161 Flexible waveguide 163 Support 165 Elastic member 167 Embedding material 169 Slide waveguide

Claims (19)

被乾燥物をコンベアにより搬送する際に当該被乾燥物に対して熱風を吹き付けることで前記被乾燥物に含まれる水分を低減させる熱風式の乾燥炉に対して設置されるマイクロ波乾燥装置であって、
前記被乾燥物を乾燥させるために用いられるマイクロ波を発振するマイクロ波発振機と、
搬送される前記被乾燥物からなる被乾燥物層の内部に対し、前記マイクロ波が加熱可能な加熱範囲が前記被乾燥物層の最下層を含む深さまで挿入され、前記被乾燥物に対して前記マイクロ波を照射する複数の導波管と、
を備え、
前記複数の導波管のうち少なくとも2つは、前記乾燥炉の炉幅方向の互いに異なる位置に配置されており、
前記炉幅方向に隣り合う前記導波管の前記搬送方向の位置は、互いに相違する
ことを特徴とする、マイクロ波乾燥装置。
A microwave drying apparatus installed in a hot-air drying furnace that reduces moisture contained in the material to be dried by transporting the material to be dried by hot air when the material is conveyed by a conveyor. And
A microwave oscillator that oscillates a microwave used to dry the object to be dried;
A heating range in which the microwave can be heated is inserted to a depth including the lowermost layer of the object to be dried, with respect to the inside of the object layer to be dried that is conveyed, A plurality of waveguides for irradiating the microwave;
With
At least two of the plurality of waveguides are disposed at different positions in the furnace width direction of the drying furnace,
The microwave drying apparatus according to claim 1, wherein positions of the waveguides adjacent to each other in the furnace width direction are different from each other in the transport direction.
前記複数の導波管は、前記導波管それぞれの前記加熱範囲が、前記複数の導波管全体として前記乾燥炉の炉幅方向全体を覆うような間隔で、前記炉幅方向に配置される
ことを特徴とする、請求項1に記載のマイクロ波乾燥装置。
The plurality of waveguides are arranged in the furnace width direction at intervals such that the heating range of each of the waveguides covers the entire furnace width direction of the drying furnace as the whole of the plurality of waveguides. The microwave drying apparatus according to claim 1, wherein:
前記複数の導波管は、当該導波管を前記被乾燥物層に挿入した際に前記搬送コンベアと対向する端部が開口となっている
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載のマイクロ波乾燥装置。
The plurality of waveguides have openings at opposite ends to the conveyor when the waveguides are inserted into the material layer to be dried. Microwave drying equipment.
前記複数の導波管は、前記導波管の先端部と前記コンベアとの間の離隔距離が、自由空間における前記マイクロ波の波長の4分の1以上となるように前記被乾燥物層に挿入される
ことを特徴とする、請求項3に記載のマイクロ波乾燥装置。
The plurality of waveguides are formed on the layer to be dried so that a separation distance between a front end portion of the waveguide and the conveyor is equal to or more than a quarter of a wavelength of the microwave in free space. The microwave drying apparatus according to claim 3, wherein the microwave drying apparatus is inserted.
前記複数の導波管は、少なくとも、当該導波管を前記被乾燥物層に挿入した際に前記乾燥炉の被乾燥物層搬送方向に対して平行となる側面に切り欠き部が設けられており、当該切り欠き部から前記マイクロ波が照射される
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載のマイクロ波乾燥装置。
The plurality of waveguides are provided with a notch on at least a side surface that is parallel to the drying object layer transport direction of the drying furnace when the waveguide is inserted into the drying object layer. The microwave drying apparatus according to claim 1, wherein the microwave is irradiated from the cutout portion.
前記複数の導波管は、前記切り欠き部の前記被乾燥物層の高さ方向の上端が当該被乾燥物層の高さ以下となるように前記被乾燥物層に挿入される
ことを特徴とする、請求項5に記載のマイクロ波乾燥装置。
The plurality of waveguides are inserted into the material layer to be dried so that an upper end of the cutout portion in a height direction of the material layer to be dried is equal to or less than a height of the material layer to be dried. The microwave drying apparatus according to claim 5.
前記複数の導波管は、前記切り欠き部の被乾燥物層の高さ方向の上端と前記コンベアとの間の距離が、自由空間における前記マイクロ波の波長の4分の1以上となるように前記被乾燥物層に挿入される
ことを特徴とする、請求項5又は6に記載のマイクロ波乾燥装置。
In the plurality of waveguides, a distance between an upper end in a height direction of the layer to be dried of the notch and the conveyor is equal to or more than a quarter of the wavelength of the microwave in free space. The microwave drying apparatus according to claim 5, wherein the microwave drying apparatus is inserted into the layer to be dried.
前記導波管は、前記マイクロ波の進行方向に垂直な断面の形状が矩形状であり、
矩形状の前記切断面の短辺が前記搬送方向に対して直交しており、前記矩形状の切断面の長辺が前記搬送方向と平行である
ことを特徴とする、請求項1〜7の何れか1項に記載のマイクロ波乾燥装置。
The waveguide has a rectangular cross-sectional shape perpendicular to the traveling direction of the microwave,
The short side of the rectangular cut surface is orthogonal to the transport direction, and the long side of the rectangular cut surface is parallel to the transport direction. The microwave drying apparatus of any one of Claims.
前記導波管の先端部又は切り欠き部には、誘電損失係数が0.02未満である無機材料セラミックスで形成されたセラミックスカバーが設けられ、
前記セラミックスカバーの外周から前記マイクロ波が照射される
ことを特徴とする、請求項1〜8の何れか1項に記載のマイクロ波乾燥装置。
A ceramics cover formed of an inorganic material ceramic having a dielectric loss coefficient of less than 0.02 is provided at the tip or notch of the waveguide,
The microwave drying apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the microwave is irradiated from an outer periphery of the ceramic cover.
前記導波管に対して、前記被乾燥物の搬送に伴って発生する振動を緩和する振動緩和機構を設ける
ことを特徴とする、請求項1〜9の何れか1項に記載のマイクロ波乾燥装置。
The microwave drying according to any one of claims 1 to 9, wherein a vibration mitigation mechanism for mitigating vibration generated along with the conveyance of the object to be dried is provided for the waveguide. apparatus.
前記振動緩和機構として、前記導波管と前記マイクロ波発振機との間に、軸方向のスライドを可能にするスライド機構を有するスライド導波管、又は、金属製の蛇腹部を有するフレキシブル導波管の少なくとも何れか一方を配設する
ことを特徴とする、請求項10に記載のマイクロ波乾燥装置。
As the vibration relaxation mechanism, a slide waveguide having a slide mechanism that enables axial sliding between the waveguide and the microwave oscillator, or a flexible waveguide having a metal bellows portion. The microwave drying apparatus according to claim 10, wherein at least one of the tubes is disposed.
前記振動緩和機構として、前記導波管を支持する支持体の一部に、弾性部材を設ける
ことを特徴とする、請求項10又は11に記載のマイクロ波乾燥装置。
The microwave drying apparatus according to claim 10 or 11, wherein an elastic member is provided as a part of a support that supports the waveguide as the vibration relaxation mechanism.
前記導波管を、前記搬送方向に前記加熱範囲が連続するように当該搬送方向に並べて配設する
ことを特徴とする、請求項1〜12の何れか1項に記載のマイクロ波乾燥装置。
The microwave drying apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein the waveguides are arranged side by side in the transport direction so that the heating range is continuous in the transport direction.
前記導波管を、前記搬送方向に前記加熱範囲が連続するように分岐させる
ことを特徴とする、請求項1〜12の何れか1項に記載のマイクロ波乾燥装置。
The microwave drying apparatus according to claim 1, wherein the waveguide is branched so that the heating range is continuous in the transport direction.
前記導波管の内部には防塵ガスが導入されており、前記導波管の内部に正圧がかかった状態となっている
ことを特徴とする、請求項1〜14の何れか1項に記載のマイクロ波乾燥装置。
The dust-proof gas is introduced into the inside of the waveguide, and a positive pressure is applied to the inside of the waveguide. The microwave drying apparatus as described.
前記導波管の前記搬送方向上流側の端部には、当該搬送方向上流側に向かうほど搬送方向に垂直な断面の面積が小さくなるテーパー部が設けられる
ことを特徴とする、請求項1〜15の何れか1項に記載のマイクロ波乾燥装置。
The taper portion in which an area of a cross section perpendicular to the transport direction decreases toward an upstream side in the transport direction is provided at an end portion of the waveguide on the upstream side in the transport direction. The microwave drying apparatus according to any one of 15.
前記マイクロ波発振機と前記複数の導波管との間に、前記マイクロ波発振機から発振された前記マイクロ波のインピーダンスと、前記乾燥炉内で反射し前記マイクロ波発振機に向かう前記マイクロ波のインピーダンスとの整合を行う自動整合器を更に備える
ことを特徴とする、請求項1〜16の何れか1項に記載のマイクロ波乾燥装置。
Between the microwave oscillator and the plurality of waveguides, impedance of the microwave oscillated from the microwave oscillator, and the microwave reflected in the drying furnace and heading toward the microwave oscillator The microwave drying apparatus according to any one of claims 1 to 16, further comprising an automatic matching unit that performs matching with the impedance of the microwave.
前記無機材料セラミックスは、アルミナ、窒化ケイ素、サイアロン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及びこれらの混合物からなる群より選択される
ことを特徴とする、請求項9に記載のマイクロ波乾燥装置。
The microwave drying apparatus according to claim 9, wherein the inorganic material ceramics is selected from the group consisting of alumina, silicon nitride, sialon, aluminum nitride, boron nitride, and a mixture thereof.
被乾燥物をコンベアにより搬送する際に当該被乾燥物に対して熱風を吹き付けることで前記被乾燥物に含まれる水分を低減させる熱風式の乾燥炉に対して実施されるマイクロ波乾燥方法であって、
前記被乾燥物を乾燥させるために用いられるマイクロ波を発振させ、
搬送される前記被乾燥物からなる被乾燥物層の内部に対し、前記マイクロ波が加熱可能な加熱範囲が前記被乾燥物層の最下層を含む深さまで挿入された複数の導波管それぞれから、前記被乾燥物層に対して前記マイクロ波を照射するものであり、
前記複数の導波管のうち少なくとも2つは、前記乾燥炉の炉幅方向の互いに異なる位置に配置されており、
前記炉幅方向に隣り合う前記導波管の前記搬送方向の位置は、互いに相違する
ことを特徴とする、マイクロ波乾燥方法。
This is a microwave drying method implemented in a hot-air drying furnace that reduces moisture contained in the material to be dried by conveying the material to be dried with hot air when the material to be dried is conveyed by a conveyor. And
Oscillates a microwave used to dry the object to be dried;
From each of the plurality of waveguides in which the heating range in which the microwave can be heated is inserted to the depth including the lowermost layer of the object to be dried, with respect to the inside of the object layer to be dried that is transported Irradiating the microwave to the layer to be dried;
At least two of the plurality of waveguides are disposed at different positions in the furnace width direction of the drying furnace,
The microwave drying method, wherein positions of the waveguides adjacent in the furnace width direction are different from each other.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015129617A (en) * 2014-01-08 2015-07-16 新日鐵住金株式会社 Microwave drying apparatus and microwave drying method
CN116144923A (en) * 2022-12-01 2023-05-23 中冶长天国际工程有限责任公司 A dry consolidation method for roasting pellets and its system and pellets

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