JP2007278640A

JP2007278640A - Microwave firing furnace

Info

Publication number: JP2007278640A
Application number: JP2006107652A
Authority: JP
Inventors: Masuo Suzuki; 益男鈴木; Ayako Sugiyama; 綾子杉山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2007-10-25

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microwave firing furnace with excellent heat response capable of accurately measuring temperature while minimizing influence of microwave even in such a case that a thermocouple having a thin diameter is used. SOLUTION: The microwave firing furnace is provided with an antenna length limiting part 10 for setting an earth ground for an auxiliary thermocouple 7 and an auxiliary thermocouple fixing part 13 for adjusting length from an antenna length base point part 101A of a tip end part 7A of the auxiliary thermocouple so that the auxiliary thermocouple 7 is free from the influence of the microwave. Thus, it is possible to minimize the influence of the microwave even in the case that a thermocouple using metal such as platinum is used and to conduct correct temperature measurement. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロ波を利用して陶磁器材料やファインセラミックス材料などで形成された被処理体を焼成するマイクロ波焼成炉に関する。 The present invention relates to a microwave baking furnace for baking an object to be processed formed of a ceramic material or a fine ceramic material using a microwave.

従来、マイクロ波を利用して陶磁器材料やファインセラミックス材料などで形成された被処理体を焼成することが提案され、既に実用化が始まっている（例えば、特許文献１参照）。マイクロ波焼成炉には、焼成する温度が１３００℃程度の陶磁器用途と、その温度を超えたファインセラミックス用途とがあり、陶磁器用途の焼成炉とファインセラミックス用途の焼成炉とは、特に炉室を構成する部品の物性上の耐久性が異なるため別々に開発が進められている。そこで陶磁器用途の焼成炉でファインセラミックス用途並みの高温の焼成を実現したいという要望がある。 Conventionally, it has been proposed to fire an object to be processed formed of a ceramic material, a fine ceramic material, or the like using a microwave, and has already been put to practical use (for example, see Patent Document 1). There are two types of microwave firing furnaces: ceramics with a firing temperature of about 1300 ° C and fine ceramics that exceed that temperature. The firing furnace for ceramics and the firing furnace for fine ceramics have a furnace chamber in particular. Since the durability of physical properties of the components is different, development is progressing separately. Therefore, there is a demand for realizing firing at a high temperature comparable to that of fine ceramics in a firing furnace for ceramics.

炉内雰囲気温度の測定には、一般的に金属素線を金属やセラミックスで造られた保護管やガラス繊維（シース材）で覆った熱電対が用いられるが、マイクロ波空間では該熱電対で発生する起電力には、基本原理であるゼーベック効果によるものだけでなく、熱電対先端がマイクロ波のアンテナとして作用し、電圧印加されることによるものも含まれてしまう。よって、炉内雰囲気温度を正確に測定することが困難になる。 In order to measure the atmospheric temperature in the furnace, a thermocouple in which a metal strand is covered with a protective tube made of metal or ceramics or glass fiber (sheath material) is generally used. The generated electromotive force includes not only the Seebeck effect, which is the basic principle, but also the voltage generated by the thermocouple tip acting as a microwave antenna. Therefore, it becomes difficult to accurately measure the furnace atmosphere temperature.

そのため、特にファインセラミックス用途においては、放射温度計が多用されている。しかし、放射温度計は測定範囲が狭く、常温から高温まで（１５００℃程度まで）測定するためには、それぞれの温度領域において最適な素子を用いることを要し、一般的には低温用と高温用の２種類の放射温度計を備えることを要する。よって、放射温度計の測定用の穴も２個必要となる。 For this reason, radiation thermometers are frequently used particularly in fine ceramics applications. However, the radiation thermometer has a narrow measurement range, and in order to measure from room temperature to high temperature (up to about 1500 ° C), it is necessary to use an optimum element in each temperature region. It is necessary to provide two types of radiation thermometers. Therefore, two holes for measurement of the radiation thermometer are also required.

ところが、前記測定用の穴からの放射熱の漏れは温度の４乗根に比例して発生するため、ファインセラミックス用途の炉内のように、高温になるほど放射熱量は無視できなくなる。そのため昇温が妨げられたり、あるいは炉室の温度ムラが生じてしまう。特に炉容積が小さい場合にこの現象は顕著となる。 However, since the leakage of radiant heat from the measurement hole is generated in proportion to the fourth root of the temperature, the amount of radiant heat cannot be ignored as the temperature increases, as in a furnace for fine ceramics. Therefore, the temperature rise is hindered or the temperature in the furnace chamber is uneven. This phenomenon becomes remarkable especially when the furnace volume is small.

そこで、マイクロ波の影響を避けて熱電対を使用する方法が検討されている。例えば、マイクロ波空間の中においては導電体である金属の保護管を、マイクロ波空間を形成する筐体と電気的に同電位にすることで、マイクロ波の影響を避けて熱電対を使用する方法がある。
特開平６−３４５５４１号公報 Therefore, a method of using a thermocouple while avoiding the influence of microwaves has been studied. For example, in a microwave space, a metal protective tube, which is a conductor, is electrically set to the same potential as the casing that forms the microwave space, thereby avoiding the influence of microwaves and using a thermocouple. There is a way.
JP-A-6-345541

しかしながら、マイクロ波焼成炉に用いられる熱電対は、正確な温度測定を行うために、マイクロ波のアンテナとして作用する電圧印加を避けることに加え、マイクロ波のエッジ効果による電界集中を避けることに力点をおいて設計しなければならない。 However, thermocouples used in microwave firing furnaces are focused on avoiding electric field concentration due to the microwave edge effect in addition to avoiding the application of voltage acting as a microwave antenna in order to perform accurate temperature measurement. It must be designed after

そこで、熱電対の先端に電界が集中することを避けるために、図７に示すように、金属素線８を覆う熱電対保護管９の先端の形状を丸くしたり、保護管９自体を太くしたりあるいは球体にした熱電対を用いることがある。しかし、このような熱電対では、金属素線８まで熱が伝わるのに時間を要するので熱応答性が悪く、温度変化に追従し且つ正確な温度計測・温度制御ができない。温度計測が迅速かつ正確に行えないと、炉内の温度制御にも遅延等が生じ、被処理物の緻密な処理に支障をきたす原因となってしまう。 In order to avoid the concentration of the electric field at the tip of the thermocouple, as shown in FIG. 7, the shape of the tip of the thermocouple protection tube 9 covering the metal wire 8 is rounded, or the protection tube 9 itself is thickened. Or a thermocouple made into a sphere may be used. However, in such a thermocouple, since it takes time for heat to be transmitted to the metal wire 8, the thermal response is poor, and temperature measurement and temperature control cannot be performed accurately following temperature changes. If the temperature measurement cannot be performed quickly and accurately, a delay or the like occurs in the temperature control in the furnace, causing a problem in the precise processing of the workpiece.

一方、熱応答性を向上させるには、熱電対の形状を細くすれば良い。しかし細い金属である熱電対を露出させるとマイクロ波のエッジ効果による電界集中が避けられず、正確な温度測定ができない。 On the other hand, in order to improve the thermal response, the shape of the thermocouple may be made thin. However, if a thermocouple, which is a thin metal, is exposed, electric field concentration due to the microwave edge effect cannot be avoided, and accurate temperature measurement cannot be performed.

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、マイクロ波エッジ効果が起きやすい細い径を持つ熱電対を使用しても、マイクロ波の影響を最小限に抑えて熱応答性が良く、正確な温度測定を行うことができるマイクロ波焼成炉を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even when a thermocouple having a thin diameter that is prone to the microwave edge effect is used, the influence of the microwave is minimized and the thermal response is good and accurate. An object of the present invention is to provide a microwave baking furnace capable of performing accurate temperature measurement.

本発明のマイクロ波焼成炉は、マイクロ波加熱によって被処理体の焼成を行うマイクロ波焼成炉において、焼成エリアを形成する断熱材を収容する筐体と、マイクロ波を前記焼成エリア内に放射するマイクロ波放射手段と、前記筐体の壁面のうち熱電対が前記焼成エリアに露出する部分に前記熱電対に当接して前記熱電対のマイクロ波に対する接地を行う接地手段と、前記接地手段による接地位置から先の前記熱電対の長さを調整する調整手段と、を備える。 The microwave baking furnace of the present invention is a microwave baking furnace for baking an object to be processed by microwave heating, and a case that houses a heat insulating material that forms a baking area, and radiates microwaves into the baking area. Microwave radiation means, grounding means for abutting the thermocouple on a portion of the wall surface of the housing where the thermocouple is exposed to the firing area, and grounding the microwave of the thermocouple, and grounding by the grounding means Adjusting means for adjusting the length of the thermocouple ahead of the position.

この構成により、焼成エリア内にはマイクロ波が放射され、熱電対のマイクロ波に対する接地点を固定するようにしたので、接地点から焼成エリアに至る熱電対の長さを調整することによって、１／４波長ごとの熱電対先端のマイクロ波のアンテナとして作用する電圧波の腹点の電圧印加を回避するだけで、マイクロ波のエッジ効果による電界集中が避けられ、マイクロ波の影響を最小限に抑えることができる。これにより、熱応答性の良い、細い径を持つ白金等の熱電対を使用しても該熱電対で発生する起電力が略基本原理であるゼーベック効果によるものだけになり、炉内雰囲気温度を正確に測定することが可能となる。また、白金等の熱電対を用いることができると、高温（１５００程度）まで測定することができる。 With this configuration, microwaves are radiated into the firing area and the grounding point of the thermocouple for microwaves is fixed. Therefore, by adjusting the length of the thermocouple from the grounding point to the firing area, 1 / 4 By avoiding the voltage application at the antinode of the voltage wave acting as the microwave antenna at the tip of the thermocouple for every 4 wavelengths, the electric field concentration due to the microwave edge effect can be avoided and the influence of the microwave is minimized Can be suppressed. As a result, even if a thermocouple such as platinum with good thermal response and a thin diameter is used, the electromotive force generated by the thermocouple is only due to the Seebeck effect, which is the basic principle, and the furnace atmosphere temperature is reduced. It becomes possible to measure accurately. Further, when a thermocouple such as platinum can be used, measurement can be performed up to a high temperature (about 1500).

また、本発明のマイクロ波焼成炉の熱電対は、径の細い熱電対である。 Moreover, the thermocouple of the microwave baking furnace of the present invention is a thermocouple with a small diameter.

この構成により、熱電対の応答性が良いので、焼成エリア内の温度変化に迅速に追従して正確に温度を計測することができ、温度制御も精度良く実行することができる。 With this configuration, the responsiveness of the thermocouple is good, so that the temperature can be accurately measured by quickly following the temperature change in the firing area, and the temperature control can also be performed with high accuracy.

また、本発明のマイクロ波焼成炉は、前記接地手段が、前記熱電対を挿入する側の開口端から前記熱電対を前記焼成エリアに露出させる側の開口端に向けて徐々に径が狭くなり、最小径が前記熱電対の径よりも極僅かに大きくなったテーパ状の孔を有する部材である。 In the microwave baking furnace of the present invention, the diameter of the grounding means gradually decreases from the opening end on the side where the thermocouple is inserted toward the opening end on the side where the thermocouple is exposed to the baking area. A member having a tapered hole whose minimum diameter is slightly larger than the diameter of the thermocouple.

この構成により、熱電対のマイクロ波に対する接地点を容易に固定することができる。 With this configuration, the grounding point for the microwave of the thermocouple can be easily fixed.

また、本発明のマイクロ波焼成炉は、前記接地手段は、前記熱電対を挿入する側の開口端から前記熱電対を前記焼成エリアに露出させる側の開口端に向けて一定した幅の孔を有すると共に軸心に対して垂直方向に貫通させた少なくとも１つのネジ孔を有する部材と、前記部材のネジ孔に螺合するネジとを備え、前記ネジを前記熱電対に当接させることで前記熱電対のマイクロ波に対する接地を行う。 In the microwave baking furnace of the present invention, the grounding means has a hole having a constant width from the opening end on the side where the thermocouple is inserted toward the opening end on the side where the thermocouple is exposed to the baking area. And a member having at least one screw hole vertically penetrated with respect to the shaft center, and a screw screwed into the screw hole of the member, the screw being brought into contact with the thermocouple, Ground the thermocouple against microwaves.

また、本発明のマイクロ波焼成炉は、前記接地手段は、前記熱電対を挿入する側の開口端から前記熱電対を前記焼成エリアに露出させる側の開口端に向けて一定した幅の孔を有する部材と、前記熱電対の径よりも極僅かに大きくした孔が軸心に沿って形成され外径の寸法が前記部材の内径の寸法よりも極僅かに小さくしたリング状の固定部材とを備え、前記固定部材に前記熱電対を通すことで前記熱電対のマイクロ波に対する接地を行う。 In the microwave baking furnace of the present invention, the grounding means has a hole having a constant width from the opening end on the side where the thermocouple is inserted toward the opening end on the side where the thermocouple is exposed to the baking area. And a ring-shaped fixing member in which a hole that is slightly larger than the diameter of the thermocouple is formed along the axis, and the outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the member. The thermocouple is grounded by passing the thermocouple through the fixing member.

本発明によれば、細い径を持つ熱電対を使用しても該熱電対で発生する起電力が略基本原理であるゼーベック効果によるものだけになり、炉内雰囲気温度を熱応答性が良く、温度変化に追従し、かつ正確に測定することが可能となる。 According to the present invention, even if a thermocouple having a small diameter is used, the electromotive force generated in the thermocouple is only due to the Seebeck effect, which is a substantially basic principle, and the furnace atmosphere temperature is excellent in thermal response, It is possible to follow the temperature change and measure accurately.

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施の形態に係るマイクロ波焼成炉の内部構造を示す斜視図である。また、図２は図１の炉部分の構成を示す断面図である。なお、図１及び図２において前述した図７と共通する部分には同一の符号を付ける。図１及び図２において、本実施の形態のマイクロ波焼成炉１は、マイクロ波を利用して被処理体(図示略)の焼成を行うものであり、１２５０℃程度までの焼成が可能な通常焼成エリア２を形成する通常焼成炉３と、１５００℃程度までの焼成が可能な高温焼成エリア４を形成する高温焼成炉５と、通常焼成炉３内の雰囲気温度(通常炉内温度)を測定するための主熱電対６と、高温焼成炉５内の雰囲気温度(高温炉内温度)を測定するための補助熱電対７とを備えて構成される。補助熱電対７は、アンテナ長規制部(接地手段)１０、補助熱電対ガイドパイプ１１０及び補助熱電対固定部(調整手段)１３によって筐体１２０内に導入される。 FIG. 1 is a perspective view showing an internal structure of a microwave baking furnace according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the furnace portion of FIG. 1 and 2 that are the same as those in FIG. 7 described above are denoted by the same reference numerals. 1 and 2, a microwave baking furnace 1 according to the present embodiment is for baking an object to be processed (not shown) using microwaves, and can normally be fired up to about 1250 ° C. Measurement of the normal firing furnace 3 for forming the firing area 2, the high-temperature firing furnace 5 for forming the high-temperature firing area 4 capable of firing up to about 1500 ° C., and the atmospheric temperature (normal furnace temperature) in the normal firing furnace 3 The main thermocouple 6 for carrying out, and the auxiliary | assistant thermocouple 7 for measuring the atmospheric temperature (high-temperature furnace temperature) in the high temperature baking furnace 5 are comprised. The auxiliary thermocouple 7 is introduced into the housing 120 by the antenna length regulating portion (grounding means) 10, the auxiliary thermocouple guide pipe 110, and the auxiliary thermocouple fixing portion (adjusting means) 13.

また、マイクロ波焼成炉１は、焼成エリア内にマイクロ波を導く導波菅（図示せず）を有している。この導波菅は、一般的にコストを抑制するために電子レンジなどで使われている方式で、磁界が焼成エリア内への入射面に平行なマイクロ波（Ｈ波）または電界Ｅが焼成エリア内への入射面に平行なマイクロ波（Ｅ波）のいずれか一方のマイクロ波を焼成エリア内に放射するものである。例えば、出口面が方形であり１つの面内にフレアしたＨ面扇型ホーンアンテナまたはＥ面扇型ホーンアンテナを導波菅として用いればよい。 Moreover, the microwave baking furnace 1 has a waveguide (not shown) that guides microwaves into the baking area. This waveguide is generally used in a microwave oven or the like in order to reduce costs, and a microwave (H wave) parallel to the incident surface into the firing area or an electric field E is used in the firing area. Any one of microwaves (E waves) parallel to the incident surface is radiated into the firing area. For example, an H-plane fan-shaped horn antenna or an E-plane fan-shaped horn antenna that has a square exit surface and flares in one plane may be used as the waveguide.

通常焼成炉３と高温焼成炉５は、共にマイクロ波の影響を受けないアルミナ・シリカ系の断熱材１０を用いて方形状に組立てられている。高温焼成炉５は通常焼成炉３内に設置される関係上、通常焼成炉３より小型に造られている。因みに、高温焼成炉５を設けた理由は、陶磁器を焼成できる程度の温度仕様で設計してもファインセラミックスを焼成できるようにするためである。この場合、ファインセラミックスを焼成するときに高温焼成炉５を設け、陶磁器を焼成するときには取り出すようにしている。 Both the normal firing furnace 3 and the high temperature firing furnace 5 are assembled in a rectangular shape using an alumina / silica heat insulating material 10 which is not affected by microwaves. The high temperature firing furnace 5 is made smaller than the normal firing furnace 3 because it is installed in the ordinary firing furnace 3. Incidentally, the reason why the high-temperature firing furnace 5 is provided is to allow fine ceramics to be fired even when designed with a temperature specification that can fire ceramics. In this case, a high-temperature firing furnace 5 is provided when firing fine ceramics, and is taken out when firing ceramics.

図２において、通常焼成炉３には、その内部に主熱電対６を貫通させるための孔３１と補助熱電対７を貫通させる孔３２がそれぞれ形成されている。高温焼成炉５には通常焼成炉３の孔３２と同位置に孔５１が形成されている。高温焼成炉５の孔５１と通常焼成炉３の孔３２を通して補助熱電対７の先端部分が高温焼成炉５内に露出する。補助熱電対７は、金属保護管に覆われた熱電対であり、先端部分７Ａが高温焼成炉５内に露出する位置で固定されている。特に、補助熱電対７はマイクロ空間内でマイクロ波の影響を受けることになる。そのため、本発明では、補助熱電対７のキャビティを形成する筐体１２０内における長さをマイクロ波の影響が最小となる長さに規定している。この詳細については後述する。 In FIG. 2, the normal firing furnace 3 is formed with a hole 31 through which the main thermocouple 6 passes and a hole 32 through which the auxiliary thermocouple 7 passes. A hole 51 is formed in the high temperature baking furnace 5 at the same position as the hole 32 of the normal baking furnace 3. The tip portion of the auxiliary thermocouple 7 is exposed in the high temperature baking furnace 5 through the hole 51 of the high temperature baking furnace 5 and the hole 32 of the normal baking furnace 3. The auxiliary thermocouple 7 is a thermocouple covered with a metal protective tube, and is fixed at a position where the tip portion 7 A is exposed in the high-temperature firing furnace 5. In particular, the auxiliary thermocouple 7 is affected by microwaves in the micro space. Therefore, in the present invention, the length in the housing 120 that forms the cavity of the auxiliary thermocouple 7 is defined as a length that minimizes the influence of the microwave. Details of this will be described later.

図３は、アンテナ長規制部１０の構成及びその周辺部分を示す断面図である。同図において、アンテナ長規制部１０は、マイクロ波焼成炉１の筐体１２０の壁面で補助熱電対７に対してアースをとるものであり、アンテナ長固定ブロック１０１と、ユニット取付フランジ１０２と、補助シールド材１０３と、ユニット固定ナット１０４と、パイプ固定ナット１０５とから構成される。アンテナ長固定ブロック１０１は、補助熱電対７を挿入する側の開口端から補助熱電対７をマイクロ波空間内に露出させる側の開口端に向けて徐々に径が狭くなり、最小径が補助熱電対７の径よりも極僅かに大きくなったテーパ状の孔１０１１を有している。なお、孔１０１１の最も狭い部分をアンテナ長基点(接地点)１０１Ａと呼ぶ。アンテナ長固定ブロック１０１によって、補助熱電対７がアンテナ長基点１０１Ａに接する状態で支持される。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the antenna length regulating portion 10 and its peripheral portion. In the figure, an antenna length restricting portion 10 is for grounding the auxiliary thermocouple 7 on the wall surface of the casing 120 of the microwave baking furnace 1, and includes an antenna length fixing block 101, a unit mounting flange 102, The auxiliary shield material 103, the unit fixing nut 104, and the pipe fixing nut 105 are configured. The antenna length fixing block 101 gradually decreases in diameter from the opening end on the side where the auxiliary thermocouple 7 is inserted toward the opening end on the side where the auxiliary thermocouple 7 is exposed in the microwave space, and the minimum diameter is the auxiliary thermocouple. It has a tapered hole 1011 that is slightly larger than the diameter of the pair 7. The narrowest part of the hole 1011 is called an antenna long base point (grounding point) 101A. The auxiliary thermocouple 7 is supported by the antenna length fixing block 101 while being in contact with the antenna length base point 101A.

アンテナ長固定ブロック１０１の熱電対挿入側部分には、ユニット固定ナット１０４及びパイプ固定ナット１０５と螺合するネジが形成されている。アンテナ長固定ブロック１０１はユニット固定ナット１０４にて筐体１２０の壁面に固定されている。筐体１２０のアンテナ長固定ブロック取付部分にはユニット取り付けフランジ１０２が設けられており、取付強度の強化が図られている。また、ユニット取付フランジ１０２と筐体１２０の壁面との間には銅製の補助シールド材１０３が設けらており、マイクロ波の漏洩防止が図られている。補助熱電対ガイドパイプ１１０は、パイプ固定ナット１０５にてアンテナ長固定ブロック１０１に接続されている。補助熱電対ガイドパイプ１１０もマイクロ波の漏洩防止する機能を有するものである。 A screw that is screwed into the unit fixing nut 104 and the pipe fixing nut 105 is formed on the thermocouple insertion side portion of the antenna length fixing block 101. The antenna length fixing block 101 is fixed to the wall surface of the housing 120 by a unit fixing nut 104. A unit mounting flange 102 is provided at the antenna length fixing block mounting portion of the housing 120 to enhance the mounting strength. Further, a copper auxiliary shield material 103 is provided between the unit mounting flange 102 and the wall surface of the housing 120 to prevent microwave leakage. The auxiliary thermocouple guide pipe 110 is connected to the antenna length fixing block 101 by a pipe fixing nut 105. The auxiliary thermocouple guide pipe 110 also has a function of preventing microwave leakage.

補助熱電対ガイドパイプ１１０の補助熱電対挿入側には補助熱電対固定部１３が接続されている。図４は補助熱電対固定部１３の構成を示す断面図である。同図において、補助熱電対固定部１３は、圧着ブロック押しボルト１３１と、圧着ブロック１３２と、圧着ブロック受けナット１３３と、パイプ固定ナット１３４とから構成される。圧着ブロック押しボルト１３１には、その軸心に沿って補助熱電対７を通過させるための孔が開けられている。圧着ブロック１３２は、その先端部分が先端に行くに従って径が小さくなるテーパ状に形成されるとともに、その軸心に沿って補助熱電対７を通過させるための孔が開けられている。 An auxiliary thermocouple fixing part 13 is connected to the auxiliary thermocouple insertion side of the auxiliary thermocouple guide pipe 110. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the auxiliary thermocouple fixing portion 13. In the figure, the auxiliary thermocouple fixing portion 13 is composed of a pressure-bonding block push bolt 131, a pressure-bonding block 132, a pressure-bonding block receiving nut 133, and a pipe fixing nut 134. A hole for allowing the auxiliary thermocouple 7 to pass through is formed in the crimping block push bolt 131 along its axis. The crimping block 132 is formed in a tapered shape whose diameter decreases as the distal end portion goes to the distal end, and a hole for allowing the auxiliary thermocouple 7 to pass therethrough along the axis.

圧着ブロック受けナット１３３は、その内側の壁面に圧着ブロック押しボルト１３１と螺合するネジが形成されるとともに、圧着ブロック１３２を収容するテーパ状部が形成されている。圧着ブロック受けナット１３３内に圧着ブロック１３２を収容させた状態で圧着ブロック押しボルト１３１を締め込みことによって、圧着ブロック１３２の先端部分の周囲に圧力が加わり、これによって補助熱電対７が締め付けられて固定される。圧着ブロック押しボルト１３１を弛めて補助熱電対７を前後させることで、アンテナ長基点１０１Ａからの補助熱電対７の長さを調整することができる。 The crimping block receiving nut 133 is formed with a screw threadedly engaged with the crimping block pressing bolt 131 on the inner wall surface thereof, and a tapered portion for accommodating the crimping block 132 is formed. When the crimping block push bolt 131 is tightened with the crimping block receiving nut 133 accommodated in the crimping block receiving nut 133, pressure is applied around the tip of the crimping block 132, thereby tightening the auxiliary thermocouple 7. Fixed. The length of the auxiliary thermocouple 7 from the antenna long base point 101A can be adjusted by loosening the crimp block push bolt 131 and moving the auxiliary thermocouple 7 back and forth.

アンテナ長基点１０１Ａで補助熱電対７に対してアースをとるとともに、補助熱電対固定部１３でアンテナ長基点１０１Ａからの補助熱電対７の長さをマイクロ波の１／４波長の整数倍にならないように調整する。例えば、補助熱電対７の全長を４９５ｍｍとすると、アンテナ長基点１０１Ａから補助熱電対７の先端までの長さが２３９ｍｍとなる。但し、λはマイクロ波の波長(２．４５ＧＨｚで１２２．４４５ｍｍ)、ｎは整数値である。このようにアンテナ長をマイクロ波の１／４波長の整数倍にならないように調整することで、補助熱電対７にはマイクロ波加熱による起電力の発生が無くなり、基本原理であるゼーベック効果によるものだけとなるので、正確な温度測定が可能となる。 At the antenna long base point 101A, the auxiliary thermocouple 7 is grounded, and at the auxiliary thermocouple fixing portion 13, the length of the auxiliary thermocouple 7 from the antenna long base point 101A is not an integral multiple of a quarter wavelength of the microwave. Adjust as follows. For example, if the total length of the auxiliary thermocouple 7 is 495 mm, the length from the antenna long base point 101A to the tip of the auxiliary thermocouple 7 is 239 mm. Where λ is the microwave wavelength (122.445 mm at 2.45 GHz), and n is an integer value. Thus, by adjusting the antenna length so that it does not become an integral multiple of a quarter wavelength of the microwave, the auxiliary thermocouple 7 does not generate electromotive force due to microwave heating, and is based on the Seebeck effect, which is a basic principle. Therefore, accurate temperature measurement becomes possible.

このように本実施の形態に係るマイクロ波焼成炉１によれば、焼成エリア内にマイクロ波を放射し、補助熱電対７に対してアースを設定するためのアンテナ長規制部１０と、補助熱電対７がマイクロ波の影響を受けないように、その先端部分７Ａのアンテナ長基点部１０１Ａからの長さを調整するための補助熱電対固定部１３とを備えるので、熱応答性の良い、細い径を持つ熱電対を使用してもマイクロ波の影響を最小限に抑えることができ、正確な温度測定が可能となる。 As described above, according to the microwave firing furnace 1 according to the present embodiment, the antenna length restriction unit 10 for radiating microwaves into the firing area and setting the ground for the auxiliary thermocouple 7, the auxiliary thermoelectric Since the pair 7 is provided with the auxiliary thermocouple fixing portion 13 for adjusting the length of the distal end portion 7A from the antenna length base portion 101A so as not to be affected by the microwave, it is thin with good thermal response. Even if a thermocouple having a diameter is used, the influence of microwaves can be minimized and accurate temperature measurement can be performed.

なお、上記実施の形態では、マイクロ波に対するアースとなるアンテナ長基点１０１Ａを設けるために、アンテナ長固定ブロック１０１の断面形状を、補助熱電対挿入側の開口端から補助熱電対取り出し側の開口端に向けて徐々に径が狭くなるテーパ状としたが、図５の(ａ)に示すように、補助熱電対挿入側の開口端から補助熱電対取り出し側の開口端まで一定した幅の帯状にして、アンテナ長基点１０１Ａとなる位置に例えば１２０度間隔で３本のネジ１５を設け(図５の(ｂ)参照)、これらネジ１５で補助熱電対７を固定するようにしても良い。この方式によれば、アンテナ長基点１０１Ａからの補助熱電対７の長さ調整をアンテナ長固定ブロック１０１側にて行うことができる。 In the above-described embodiment, in order to provide the antenna length base point 101A that serves as a ground for microwaves, the cross-sectional shape of the antenna length fixing block 101 is changed from the opening end on the auxiliary thermocouple insertion side to the opening end on the auxiliary thermocouple extraction side. As shown in FIG. 5 (a), the taper shape has a constant width from the opening end on the auxiliary thermocouple insertion side to the opening end on the auxiliary thermocouple take-out side, as shown in FIG. Then, for example, three screws 15 may be provided at positions that become the antenna long base point 101A at intervals of 120 degrees (see FIG. 5B), and the auxiliary thermocouple 7 may be fixed by these screws 15. According to this method, the length adjustment of the auxiliary thermocouple 7 from the antenna length base point 101A can be performed on the antenna length fixed block 101 side.

また、図６の(ａ)及び(ｂ)に示すように、補助熱電対７の径よりも極僅かに大きくした孔１６Ａを軸心に沿って形成し、外径の寸法をアンテナ長固定ブロック１０１の内径の寸法よりも極僅かに小さくしたリング状の固定部材１６を設けて、補助熱電対７をアンテナ長固定ブロック１０１のアンテナ長基点１０１Ａに固定するようにしても良い。図５及び図６に示すアンテナ長固定ブロック１０１の応用例は従来のものと同じ形状であるので、従来のものをそのまま用いることができる。これにより、コストダウンが図れる。 Also, as shown in FIGS. 6A and 6B, a hole 16A that is slightly larger than the diameter of the auxiliary thermocouple 7 is formed along the axis, and the outer diameter is set to the antenna length fixing block. The auxiliary thermocouple 7 may be fixed to the antenna length reference point 101 A of the antenna length fixing block 101 by providing a ring-shaped fixing member 16 that is slightly smaller than the inner diameter of the antenna 101. Since the application example of the antenna length fixing block 101 shown in FIGS. 5 and 6 has the same shape as the conventional one, the conventional one can be used as it is. Thereby, cost reduction can be achieved.

また上記実施例では、焼成エリア内にマイクロ波を導く導波菅は、磁界が焼成エリア内への入射面に平行なマイクロ波（Ｈ波）または電界が焼成エリア内への入射面に平行なマイクロ波（Ｅ波）のいずれか一方のマイクロ波を焼成エリア内に放射するものであった。しかし焼成エリア内に電磁波の腹点を炉内全般に均等に存在させて均一電界の場を作るために、Ｈ波（磁界Ｈが入射面に平行な電磁波）とＥ波（電界Ｅが入射面に平行な電磁波）を放射混在する方法においても、熱電対先端のマイクロ波のアンテナとして作用する電圧波の腹点の電圧印加を回避する空間を見い出すことで同じ効果を得られる。 In the above-described embodiment, the waveguide for guiding the microwave into the firing area is a microwave (H wave) whose magnetic field is parallel to the incident surface into the firing area or an electric field is parallel to the incident surface into the firing area. One of the microwaves (E waves) was radiated into the firing area. However, in order to create a uniform electric field by making the antinodes of electromagnetic waves uniformly exist in the entire firing area in the firing area, H wave (electromagnetic field H is parallel to the incident surface) and E wave (electric field E is incident surface) The same effect can be obtained by finding a space that avoids voltage application at the antinode of the voltage wave that acts as a microwave antenna at the tip of the thermocouple.

本発明は、熱応答性の良い、細い径を持つ熱電対を使用してもマイクロ波の影響を最小限に抑えて正確な温度測定を行うことができると言った効果を有し、マイクロ波焼成炉への適用が可能である。 The present invention has an effect that an accurate temperature measurement can be performed with a minimum influence of microwaves even when a thermocouple having a good thermal response and a small diameter is used. Application to a firing furnace is possible.

本発明の一実施の形態に係るマイクロ波焼成炉の内部構造を示す斜視図The perspective view which shows the internal structure of the microwave baking furnace which concerns on one embodiment of this invention 図１の炉部分の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the furnace part of FIG. 図１のアンテナ長規制部の構成及びその周辺部分を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the antenna length control part of FIG. 1, and its peripheral part 図１の補助熱電対固定部の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the auxiliary | assistant thermocouple fixing | fixed part of FIG. 図１のアンテナ長規制部の応用例の構成及びその周辺部分を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the application example of the antenna length control part of FIG. 1, and its peripheral part 図１のアンテナ長規制部の応用例の構成及びその周辺部分を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the application example of the antenna length control part of FIG. 1, and its peripheral part 従来の熱電対を示す図Diagram showing a conventional thermocouple

符号の説明Explanation of symbols

１マイクロ波焼成炉
２通常焼成エリア
３通常焼成炉
４高温焼成エリア
５高温焼成炉
６主熱電対
７補助熱電対
７Ａ補助熱電対の先端部分
１０アンテナ長規制部
１３補助熱電対固定部
１５ネジ
１６固定部材
１０１アンテナ長固定ブロック
１０１Ａアンテナ長基点
１０２ユニット取付フランジ
１０３補助シールド材
１０４ユニット固定ナット
１０５パイプ固定ナット
１１０補助熱電対ガイドパイプ
１２０筐体
１３１圧着ブロック押しボルト
１３２圧着ブロック
１３３圧着ブロック受けナット
１３４パイプ固定ナット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microwave baking furnace 2 Normal baking area 3 Normal baking furnace 4 High temperature baking area 5 High temperature baking furnace 6 Main thermocouple 7 Auxiliary thermocouple 7A Tip part of auxiliary thermocouple 10 Antenna length regulation part 13 Auxiliary thermocouple fixing part 15 Screw 16 Fixing member 101 Antenna length fixing block 101A Antenna length base point 102 Unit mounting flange 103 Auxiliary shield material 104 Unit fixing nut 105 Pipe fixing nut 110 Auxiliary thermocouple guide pipe 120 Housing 131 Crimp block pressing bolt 132 Crimp block 133 Crimp block receiving nut 134 Pipe fixing nut

Claims

マイクロ波加熱によって被処理体の焼成を行うマイクロ波焼成炉において、
焼成エリアを形成する断熱材を収容する筐体と、
マイクロ波を前記焼成エリア内に放射するマイクロ波放射手段と、
前記筐体の壁面のうち熱電対が前記焼成エリアに露出する部分に前記熱電対に当接して前記熱電対のマイクロ波に対する接地を行う接地手段と、
前記接地手段による接地位置から先の前記熱電対の長さを調整する調整手段と、
を備えるマイクロ波焼成炉。 In a microwave baking furnace for baking the object to be processed by microwave heating,
A housing for containing a heat insulating material forming a firing area;
Microwave radiation means for radiating microwaves into the firing area;
A grounding means for grounding the microwave of the thermocouple in contact with the thermocouple at a portion of the wall surface of the housing that is exposed to the firing area of the thermocouple;
Adjusting means for adjusting the length of the thermocouple ahead of the grounding position by the grounding means;
A microwave baking furnace.

前記熱電対は、径の細い熱電対である請求項１に記載のマイクロ波焼成炉。 The microwave firing furnace according to claim 1, wherein the thermocouple is a thermocouple having a small diameter.

前記接地手段は、前記熱電対を挿入する側の開口端から前記熱電対を前記焼成エリアに露出させる側の開口端に向けて徐々に径が狭くなり、最小径が前記熱電対の径よりも極僅かに大きくなったテーパ状の孔を有する部材である請求項１又は請求項２に記載のマイクロ波焼成炉。 The grounding means gradually decreases in diameter from the opening end on the side where the thermocouple is inserted toward the opening end on the side where the thermocouple is exposed to the firing area, and the minimum diameter is smaller than the diameter of the thermocouple. The microwave firing furnace according to claim 1 or 2, wherein the microwave firing furnace is a member having a tapered hole that is extremely slightly increased.

前記接地手段は、前記熱電対を挿入する側の開口端から前記熱電対を前記焼成エリアに露出させる側の開口端に向けて一定した幅の孔を有すると共に軸心に対して垂直方向に貫通させた少なくとも１つのネジ孔を有する部材と、前記部材のネジ孔に螺合するネジとを備え、前記ネジを前記熱電対に当接させることで前記熱電対のマイクロ波に対する接地を行う請求項１又は請求項２に記載のマイクロ波焼成炉。 The grounding means has a hole having a constant width from the opening end on the side where the thermocouple is inserted to the opening end on the side where the thermocouple is exposed to the firing area, and penetrates in a direction perpendicular to the axis. A member having at least one screw hole and a screw screwed into the screw hole of the member, and grounding the thermocouple with respect to the microwave by bringing the screw into contact with the thermocouple. The microwave baking furnace of Claim 1 or Claim 2.

前記接地手段は、前記熱電対を挿入する側の開口端から前記熱電対を前記焼成エリアに露出させる側の開口端に向けて一定した幅の孔を有する部材と、前記熱電対の径よりも極僅かに大きくした孔が軸心に沿って形成され外径の寸法が前記部材の内径の寸法よりも極僅かに小さくしたリング状の固定部材とを備え、前記固定部材に前記熱電対を通すことで前記熱電対のマイクロ波に対する接地を行う請求項１又は請求項２に記載のマイクロ波焼成炉。 The grounding means includes a member having a hole having a constant width from the opening end on the side where the thermocouple is inserted toward the opening end on the side where the thermocouple is exposed to the firing area, and the diameter of the thermocouple A ring-shaped fixing member having an extremely small hole formed along the axis and having an outer diameter dimension slightly smaller than the inner diameter dimension of the member, and the thermocouple is passed through the fixing member. The microwave baking furnace according to claim 1 or 2, wherein the thermocouple is grounded with respect to the microwave.