마이크로파
및 유전가열 일반사항
가. 개요
모든 물질은 전기적으로 도체와 절연체(유전체)로 구분할
수 있고, 이 유전체를 고주파의 전계중에 놓고 내부가열시키는 것이 마이크로파 및
유전가열이다.
나. 마이크로파 가열
1. 원리
주파수가 300㎒~300㎓의 전자파를 사용하여 분자운동과 유전체 물질 내부의 이온전도에
의해 가열하는 것을 특히 마이크로파 가열이라 한다.(유전체를 구성하는 분자는
평소에는 제멋데로 놓여있다 이 유전체를 고주파의 전계중에 놓으면 각 분자가
전파의 주파수에 따라 반전할 때 서로 분자가 충돌하고 마찰하여 발열하게 된다
2. 구성
- 마이크로파 발진장치,
- 아이솔레이터
반사되어온 파이크로파가 발진장치로 되돌아가 발진에 장애를 일으키는 것을
방지하기 위한 흡수장치로 순환장치와 더미로드로 되어있다
- 파이크로파 분배기
1대의 발진기에서 나온 출력을 분할한다.
- 모니터
발진기에서 가열부로 향하는 마이크로파의 전력과 가열부에서 반사되어 오는
전력을 측정하는 장치.
- 정합기
피가열물의 상황에 따라서 마이크로파의 반사량이 변화하며, 따라서 반사전력을
최소로하기 위한 조정장치
3. 특징
- 종래의 외부가열에 비해
- 단시간에 가열이 가능하다.
- 복잡한 형상의 것이라도 가열의 균일성이 비교적 우수하다.
- 열효율이 높다.
- 가열전력의 제어가 쉽고 응답이 빠르다
- 마이크로파 가열의 특징을 살린 가열장치의 장점.
- 가열공정의 자동화,성력화
- 가열장치 점유면적의 축소
- 공정시간의 단축
- 작업환경개선 및 작업의 안정성 향상
4. 용도
- 식품의 해동,가공,살균,가열
- 섬유의 가공, 가열, 건조
- 종이 등 시트 상의 재료 건조
- 화학약품의 건조
- 특수유리의 용융, 도자기 고급벽돌의 예비건조
- 목재의 건조, 굽힘, 접착
- 고무의 건조,발포,타이어의 예열
- 파이크로파의 응용으로 표면처리 및 에칭
- 원자력관계 폐기물의 처리 등
다. 유전가열
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- 주파수가 1㎒~300㎒ 이며, 전계작용에
의해 가열하는 방식으로 고주파 전계 속에서 절연성의 피열물에
생기는 유전체손(절연물이나 반도전성의 물질 분자마찰)에
의해 피열물을 직접 가열하는 방법.
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2. 특징
특별한 爐가 필요 없으며 좁은 장소도
가능하고 가열속도는 필요한도로 고속화할 수 있다. 또한 작업환경이 청결해지며,
다음과 같은 효과가 있다.
- 급속가열할 수 있다.
- 균일가열을 할 수 있다.
- 열효율이 높다.
- 진공중의 가열을 할 수 있다.
- 간접가열을 할 수 있다.
- 선택가열을 할 수 있다.
- 온도제어가 쉽다.
- 기동시간이 짧다.
3. 적용
표면을 과열함이 없이 내부를 균일하게 단시간에
가열하므로 합성수지의 접착이나 성형, 목재, 합판의 건조 및 전자렌지의 원리에
사용된다.
고주파 유전가열
방식 |
- 고주파 유전가열에 의한
절연성 물질의 건조
- 특징
- 피열물 내를
일정하게 가열하여 내부의 수분이 표면으로 이동하게
되므로 표면만 건조될 염려가 없다
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사용주파수는 수㎒ 이상으로 수증기 배기용의 구멍뚫기
전극이나 격자상 전극을 쓰며 건조의 진행에 따라
피열체 임피던스가 변화하므로 컨베이어식 작업이
가능하다.
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- 플라스틱의 유전체(절연물)를
내부에서 발열시켜 단시간에 고효율로 가열할 수
있다
- 적용
레인코트, 비닐봉지등의
접착에 사용된다.
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- 유전가열을 응용한 용접기.
- 적용
- 전자레인지
- 염화비닐시트의 용접
- 목재품의 조립작업.
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★유전체
유전체는 절연물을
말하며 절연물을 평행전극 사이에 넣으면 전극사이의 정전용량이 커진다. 변화의
정도는 절연물의 종류에 따라 달라지며 이것은 절연물이 단순히 전하를 이동시키지
않을 뿐만 아니라 어떤 종류의 전기자극이 있는 것이라고 생각되며(유전체 분극) 이와 같은 의미에서 절연물을 유전체라 한다.
전기설비 기술기준
신기술
