高周波を用いる繊維製品乾燥機
【課題】優れた電磁遮蔽性能を有し、電磁界をタンク内に完全に閉じ込めることができ、安全性の高い、コンパクトな乾燥機を提供する。
【解決手段】本発明の繊維製品乾燥装置は、互いに電気的に絶縁された第１のタンク部分（４１）と第２のタンク部分（４２）により形成されている、繊維製品（Ｐ）を受け取るタンクと、前記第１のタンク部分と前記第２のタンク部分との間に、無線周波数にて振動性電界を発生させて、前記繊維製品中の水分子を加熱して蒸発させる働きをするように、前記タンクに接続された高周波電力発生器（１０）と、を備えるものである。
【解決手段】本発明の繊維製品乾燥装置は、互いに電気的に絶縁された第１のタンク部分（４１）と第２のタンク部分（４２）により形成されている、繊維製品（Ｐ）を受け取るタンクと、前記第１のタンク部分と前記第２のタンク部分との間に、無線周波数にて振動性電界を発生させて、前記繊維製品中の水分子を加熱して蒸発させる働きをするように、前記タンクに接続された高周波電力発生器（１０）と、を備えるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦ（無線周波数）波を使用して繊維製品を乾燥させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦ（無線周波数）エネルギーを利用すれば、繊維製品などの誘電体材料を乾燥させることができる。電磁波を使用して乾燥させる原理は、無線周波数にて振動する電界を、このような誘電体材料に印加することである。これは、誘電体材料の分子中で、その振動周波数にて、分子振動を励起し、分子間摩擦によって内部熱利得（ｈｅａｔ ｇａｉｎ）を与えるものである。誘電体材料が濡れている場合、充分なエネルギーが吸収されたときに、誘電体材料中の水分子は、この熱利得により、液体から気体の相へ変化する。気相の水分子は、蒸発により誘電体材料から自由に逃げ出すことができ、その結果、誘電体材料が乾燥する。単位重量の水を蒸発させるのに必要な熱量は、一定の圧力において一定の量である。水を、所与の温度から蒸発点まで上げるのに必要な総熱量は、この水の総質量によって決まる。繊維製品工業において、乾燥によく用いられる無線周波数は、２７ＭＨｚである。
【０００３】
代表的なＲＦ繊維製品乾燥機は、織糸パッケージ（ｙａｒｎ ｐａｃｋａｇｅ）を、安全キャビネット（ｇａｌｌｅｒｙ（細長い部屋））へ運搬し、また、安全キャビネットから運搬するコンベヤ・ベルトにより構成されている。一組の平行な電極が、この細長い部屋の中に設置されており、ＲＦ波発生器を用いて電極間にＲＦ電界が印加される。織糸パッケージは、この電界を通って運ばれて、その結果、織糸に閉じ込められた水分子が、二極性振動（ｄｉｐｏｌａｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）し、内部熱エネルギー利得を得て、その結果、蒸発する。次に、蒸発した水分は、これらの電極の上に取り付けられた抽出ファンにより運び去られる。このような乾燥機の一例は、ＥＰ ０，６５１，５９０に示されている。
【０００４】
普通、同軸ケーブルは、ＲＦ波発生器で発生させたＲＦ波を、アノード電極に送るために使用されるが、一方、カソード電極は、接地のためにアースに接続される。これらのアノードは、アルミニウム棒（ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｂａｒ）などの長方形要素の形状を取ることがある。ＲＦ波発生器は、一般に、発振器と三極管を含み、電子管と呼ばれることがある。三極管は、３つの極、すなわち、アノード、カソード、グリッドを持っている。発振器は、グリッドに印加される信号を、所望の周波数にて発生させ、また、アノードとカソード間の高電圧が、その振動性電力を増幅して、乾燥機のアノードに送られる大電力ＲＦ波を供給する。電子管の代表的な寿命は、約２０００時間である。このような電子管を繊維製品乾燥機に使用するときには、劣化動作を補償するために、３〜６ヶ月ごとに、この電子管を取り替える必要がある。ＲＦ波発生器は、冷却システムを必要とする。普通、空冷が用いられるが、ただし、電子管の寿命を延ばすには、水冷の方が効果的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＲＦ乾燥のために電子管を使用することの欠点は、電子管が、電気通信装置に、比較的に高いレベルの電磁妨害を起こしがちであることである。これは、飛行機の航空通信を危うくすることなど、多くの望ましくない影響を及ぼす。この電磁妨害は、コンベヤ・ベルトが通過する細長い部屋の開口からのＲＦ波の漏れに起因するものである。
【０００６】
さらに、電子管の動作周波数を制御することにも難点がある。２７ＭＨｚという一定の動作周波数では、乾燥機の電極と電極との間の間隔のいかなる変化も補償するために、電力調整器（ｐｏｗｅｒ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）を必要とする。例えば可変容量結合回路からの充分な電力調整は実現しにくく、したがって、一定の電極設計は、特定の用途を除き、めったに用いられない。
【０００７】
それゆえ、改良されたＲＦ繊維製品乾燥機が必要である。
【０００８】
よって、本発明の第１の態様は、互いに電気的に絶縁された第１のタンク部分と第２のタンク部分により形成されている、繊維製品を受け取るタンクと、この第１のタンク部分と、この第２のタンク部分との間に、無線周波数にて振動性電界を発生させて、これらの繊維製品中の水分子を加熱して、蒸発させる働きをするように、タンクに接続された高周波電力発生器とを備える、繊維製品を乾燥させる装置を対象としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、高周波繊維製品乾燥機のうち、繊維製品容器（タンク）を成す部分もアノードおよびカソードとして使用して、電界を繊維製品に印加することで乾燥をもたらす高周波繊維製品乾燥機を提供する。このような配置構成は、コンパクトな乾燥機を提供する。さらに、その配置構成により、優れた電磁遮蔽は、電磁界をタンク内に完全に閉じ込めることができるために、妨害を減らし、また、安全性を高めることができる。
【００１０】
上記第１のタンク部分は、タンクの壁面を含むことがあり、また、上記第２のタンク部分は、タンクに受け取られる繊維製品を支えるために、タンク内に位置づけられたスピンドル（糸巻き心、ｓｐｉｎｄｌｅ）を含むことがある。タンクとスピンドルを含む乾燥機は、様々な繊維製品処理用途、特に繊維製品染色にすでに常用されており、したがって、既存の設計を改良することで、本発明による乾燥機を容易に提供できる。さらに、この乾燥機用のタンクとスピンドルの配置は、コンベヤ型の高周波乾燥機と比較して、アノードとカソードの間隔を正確に調整する必要もなく、一様な繊維製品乾燥能力を呈することがわかった。
【００１１】
一実施形態では、高周波電力発生器がスピンドルに接続され、このスピンドルが、電界を発生させる目的で、アノードとして働くようにしている。それゆえ、タンクの壁面は、カソードとして働く。好ましくは、この壁面を電気的に接地する。こうすれば、乾燥機の周りに専用シールドを施す必要もなく、充分な電磁遮蔽が与えられる。
【００１２】
この高周波電力発生器は、半導体式高周波電力発生器でも良い。半導体式高周波電力発生器は、従来の電子管式ＲＦ発生器よりも動作寿命がさらに長く、したがって、メインテナンス費用が削減される。効率も良くなる。
【００１３】
一実施形態により、高周波電力発生器は、高周波信号を発生させるように作動するドライバ・ユニットと、ドライバ・ユニットから高周波信号を受け取って、この高周波信号を増幅するように作動する１つまたは複数の増幅器ユニットとを含む。このようなモジュラ設計は、メインテナンスを向上させ、かつ簡単にする。これは、それらのユニットを個別に手入れおよび取替えを行うことができるからである。そのような設計はまた、多くの熱発生問題を回避するか、あるいは減らす都合のよい形式で、繊維製品乾燥を行うのに必要な大電力を与える。空冷で充分であり、これは、水冷よりも好ましい。
【００１４】
高周波電力発生器はさらに、ドライバ・ユニットから高周波信号を受け取って、この高周波信号を、並列に配置された少なくとも２つの増幅器ユニットの間で配分するように作動するディバイダ・ユニットと、増幅された高周波信号を増幅器ユニットから受け取って、その高周波信号を組み合わせるように作動するコンバイナ（ｃｏｍｂｉｎｅｒ）ユニットも含むことがある。並列増幅により、１つの増幅段階において、高周波大電力を直接に発生させることができる。さらに、高周波電力発生器の動作、したがって乾燥装置の動作は、１つまたは複数の増幅器ユニットの故障の場合であっても、さらに、故障したユニットの取替えの間にも、続けることができる。それにより、乾燥機の運転停止時間が減らされるから、運転費のコストが向上する。
【００１５】
さらに、ドライバ・ユニットと増幅器ユニットの１つまたは複数は、これらのユニットの動作を監視するように作動する組込み試験装置も備えることもある。これは、モジュラ半導体構成のさらなる利点である。これらの様々なユニットまたはモジュールは、どんな問題も素早く識別するように、個々に、かつ絶え間なく監視して、メインテナンスを効率的に実行することができる。
【００１６】
タンクは、蒸発した水分子を取り出すための出口を備えることがある。これは、繊維製品が湿った外気中にとどまらず、また、水分子が、さらに容易に、これらの繊維製品から逃げ出すことができるので、乾燥処理を向上させる。さらに、このタンクは、空気をタンクに導き入れるための入口も備えることがある。水蒸気を含んだ空気が除去されて、新鮮な空気がタンクに加えられると、タンク内の圧力がだいたい一定に保たれ、かつ、空気の循環を向上し、さらに乾燥処理を向上させる。
【００１７】
有利な一実施形態では、この装置はさらに、タンクに受け取られた繊維製品を染色するように構成されている。これは、タンク配置が、染色などの他の繊維製品処理用途への使用に適しているから、繊維製品を入れておくタンクを形成しているアノードとカソードを用いて、高周波乾燥を実行すれば、とりわけ可能となる。パッケージ染色タンクなどの既存のタンク設計は、本発明を適合し、よって、染色と乾燥の統合した装置を提供するように、容易に改造できる。タンクを形成している上記部分を、染色処理にも乾燥処理にも最適化できる新たな装置設計も可能である。例えば、このタンクは、染料液入口と染料液出口を備え、その染料液入口と染料液出口を介して、染料液をタンクに流通させて、タンクに受け取られた繊維製品を染色することがある。
【００１８】
本発明は広範囲の繊維製品に適用でき、さらに、特定の例において、高周波乾燥を許容し、かつ、タンク内に容易に収容できる他の材料にも適用できるが、この装置は、染色された織糸を乾燥させるように構成されている。よって、これらの繊維製品は、１つまたは複数の織糸パッケージを含むことがある。
【００１９】
本発明の第２の態様は、第１のタンク部分と、第１のタンク部分から電気的に絶縁された第２のタンク部分とにより形成されているタンク内に繊維製品を配置することと、第１のタンク部分と第２のタンク部分との間に、無線周波数での振動性電界を発生させて、繊維製品中の水分子を加熱して、蒸発させることを含む、繊維製品を乾燥させる方法を対象としている。
【００２０】
他の実施形態および例は、併記の特許請求の範囲に述べられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明をより良く理解するために、また、本発明を実施する方法を示すために、例示として、添付図面を参照する。
本発明は、大電力高周波電界を用いて繊維製品を乾燥させる装置または装置の新規設計を提案している。本発明による装置が呈する乾燥能力により、コンパクトで、かつ安全な装置を提供することができる。さらに、この装置は、繊維製品の染色と乾燥が、ただ１つの装置で実行できるように、設計されている。
【００２２】
繊維製品を染色した（あるいは、代りの処理手法では、別様に濡らした）後で、それらの繊維製品を乾燥させる必要がある。高周波（ＲＦ）電力は、染色に常用されるが、ただし、ＲＦ周波数を用いる繊維製品染色は、大電力を必要とする。このような大電力は、ＲＦ波を発生させる電子管を使用して得られることがあるが、ただし、電子管、および、電子管の使用が提案された乾燥機の設計には、欠点がある。電子管に代わる別法は、半導体技術である。これは、携帯電話や無線ネットワークなどの電気通信用途にＲＦ波を発生させるのに常用される。しかしながら、半導体技術は、小電力においてのみ動作する。繊維製品乾燥に必要な大電力を得るために、本発明は、アレイ状に配列された多数のエミッタを使用して、所要の電力レベルをもたらす場合に発生するかもしれない熱放散やホットスポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔ、過熱点）の問題を避けることを目的とした半導体式パワートランジスタを含むＲＦ発生器を提案している。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態による繊維製品乾燥機への使用に適した半導体式ＲＦ発生器の模式図を示している。一連の半導体ユニットを含むＲＦ発生器１０は、所定の無線周波数にて、電界振動をもたらす働きをする。無線周波数に関する国際ルールを守るために、この周波数は、通常、繊維製品乾燥に対して、２７．１２ＭＨｚに決められることになる。ＲＦ発生器１０は、所望の無線周波数にて信号を発生するように作動する周波数シンセサイザ１１を含む。この合成された周波数信号をソース・ドライバ・ユニット１２に供給し、そこで、ソース・ドライバ・ユニット１２を使用して、ＲＦ波電力を発生させる。この電力は、１：ｎのディバイダ１３に渡されて、ディバイダ１３は、この電力を、複数の増幅器ユニット１４の間で均等に配分する。それぞれの増幅器ユニット１４は、ＲＦ波電力のうちのその均等部分を増幅し、その増幅された電力をｎ：１のコンバイナ１５に渡して、すべての増幅器１４の出力を組み合わせて、ただ１つの大電力ＲＦ波出力１６を形成する。ソース・ドライバ・ユニット１２と増幅器ユニット１４は、例えば、１ｋＷのユニットであることもあるが、ただし、必要に応じて、それ以外のサイズのユニットも使用できる。所与のサイズの増幅器ユニットでは、出力１６で必要とされる電力により、ｎ個の増幅器ユニット１４が選択されることになる。よって、適宜に、１つまたは複数の増幅器を含めることができる。ただ１つの増幅器を用いる構成は、上記のディバイダやコンバイナを省いてもよい。さらに、増幅器の並列配置は有利ではあるが、それらの並列増幅器を、直列にした増幅器に代えてもよい。
【００２４】
図２は、ソース・ドライバ・ユニット１２の一実施形態の模式図を示している。ソース・ドライバ・ユニット１２は、直流（ＤＣ）電力を供給する電源ユニット２２（この例では、１．５ｋＷの電源）から電力が供給されるドライバ２１（この例では、１ｋＷのドライバ）を含む。ドライバ２１は、ＲＦ発生器１０の周波数シンセサイザ１１から、周波数入力２４を受け取って、ＲＦ波電力出力２５を出力する。したがって、ソース・ドライバ・ユニット１２は、周波数入力２４をＲＦ電力出力２５に変換する。ソース・ドライバ・ユニット１２はまた、組込み試験機器（ＢＩＴＥ）ユニット２３も含んで、ソース・ドライバ・ユニット１２の動作を監視する。ＢＩＴＥユニットは、さらに大きいシステムに恒久的に搭載され、かつ使用されて、単独で、あるいは外部試験機器と関連させて、このシステムの全部または一部を試験する装置である。一組の計器またはスイッチなどの単純な装置から、コンピュータ制御式診断システムなどの複雑な装置に及ぶ多くのタイプのＢＩＴＥユニットが利用できる。
【００２５】
図３は、増幅器ユニット１４の一実施形態の模式図を示している。増幅器ユニット１４は、ＤＣ電力を供給する電源ユニット３２（この例では、１．５ｋＷの電源）から電力が供給される高周波増幅器３１（この例では、１ｋＷの増幅器）を含む。高周波増幅器３１は、入力として、１：ｎのディバイダ１３からＲＦ波３４を受け取って、それを増幅し、増幅されたＲＦ波３５をｎ：１のコンバイナ１５に出力する。増幅器ユニット１４はまた、その動作を監視するために、ＢＩＴＥユニット３３も含む。
【００２６】
図１のＲＦ発生器は、電力発生やメインテナンスの作業において、高い柔軟性を与えるモジュラ設計である。これらの増幅器ユニットは並列に配置される。したがって、増幅器ユニットのどれかが故障した場合でも、ＲＦ発生器は、電力レベルは下がるが、動作を続けることができる。個々の増幅器ユニットのメインテナンスと取替えは、他のユニットの動作を中断させることなく、別々に行うことができる。したがって、ＲＦ発生器は、停止する必要はない。さらに、モジュラ設計は、このシステムの全域に、よりよい熱分布を与え、それゆえ、ＲＦ発生器の空冷が、受入れ可能な冷却結果をもたらすことになる。空冷は、さらに複雑で、かつ危険な（電気環境において）水冷よりも好ましい。しかしながら、水冷、または他の冷却法であっても、要望があれば、その方法を本発明に使用してもよい。
【００２７】
モジュラ動作を容易ならしめるために、ドライバ・ユニットと増幅器ユニットは、ＢＩＴＥユニットで取り囲まれることがあり（図２と図３に示される通り）、それにより、それらのドライバ・ユニットと増幅器ユニットの個々の自己監視および動作が可能になる。それにより、特定ユニットの故障を、簡単に、かつ素早く識別して、必要なメインテナンスを実行できるようにしている。
【００２８】
半導体技術を使用してＲＦ発生器を製作すれば、電子管ＲＦ発生よりも優れたいくつかの利点が与えられる。重要なことは、半導体式ＲＦ発生器の寿命が、電子管ＲＦ発生器の寿命の数千倍までであり得ることであり、それゆえ、メインテナンス費用が大幅に削減される。メインテナンスはまた、上述のモジュラ半導体構成を用いても容易となる。さらに、半導体式ＲＦ発生器は、電子管のものよりも効率が高くなっており、運転費コストも低減する。
【００２９】
図１のＲＦ発生器、または代替ＲＦ発生器は、大電力振動性電界を繊維製品に印加して、水分子の加熱および蒸発による乾燥を実現するために、使用される。本発明により、この電界は、専用の電極を介してではなくて、乾燥機のうち繊維製品を保持することを目的とする部分の構成要素を電極として使用することで、印加される。特に、乾燥処理の間、繊維製品を支持するスピンドルは、ＲＦ発生器に接続され、よって、アノードとして働き、また、このスピンドルが入れられている繊維製品受取り用タンクは、カソードとして働く。それゆえ、好ましくは、このタンクは接地される。このスピンドルは、タンクから電気的に絶縁される。ＲＦ発生器からスピンドルにＲＦ波を印加することにより、スピンドルと、それを取り巻くタンクとの間に、振動性の電界が与えられる。それゆえ、スピンドル上に保持された繊維製品は、電界中に位置づけられて、乾燥する。
【００３０】
図４は、乾燥機４０の部分切開図を示し、また、図５は、乾燥機４０の下部のクローズアップ図を示している。これらの図を参照すると、乾燥機４０は、直立円筒体の形を持つ第１のタンク部分または上部４１を含む。これは、タンクの側壁を形成している。乾燥機４０のベース部分４２は、タンクの下端を閉鎖し、一層の電気的に絶縁する材料４３により、上部４１から隔てられている。上部４１とベース部材４２には、必要な機能を与えるのに適した材料であればどんなものでも使用でき、例えば、鋼（好ましくは、ステンレス鋼）であり、同様に、絶縁層４３では、例えばテフロン（ＲＴＭ）であるかもしれない。直立のスピンドル４８（同様に、例えば鋼またはステンレス鋼でできている）は、ベース部分４２から、タンクの長手方向の中心線に沿って、上方へ延びている。スピンドル４８は、直接に固定されるか、あるいは一体成形されることにより、ベース部分４２に電気的に接続される。スピンドル４８とベース部分４２はともに、第２のタンク部分を構成し、また、第１のタンク部分と第２のタンク部分がともに、タンクを形成している。
【００３１】
乾燥機４０は、ＲＦケーブル接続部を備えている。第１の接続部４４は、上部４１をアースに接続して、接地し、したがって、上部４１はカソードとして働くことができる。第２の接続部４５は、下部４２とスピンドル４８を、図１に示されるようなＲＦ発生器（これらの図には示されてない）に接続して、スピンドル４８がアノードとして働くことができるようにしている。金属製の上側カバー４６と金属製の下側カバー４７は、タンクのベースの周りに配置され、接続部４４、接続部４５を取り巻き、電磁遮蔽する。
【００３２】
運転の際は、織糸パッケージＰのように乾燥する予定の繊維製品は、スピンドル４８上に収められ、よって、タンクに収容される。ＲＦ発生器を動作させて、ＲＦ波電力をスピンドル４８に印加し、したがって、ＲＦ波が、スピンドル４８から発して、織糸パッケージＰを通って、上部４１、またはタンクの壁面に放出する。したがって、織糸パッケージＰは、スピンドル４８とタンク壁面との間に広がっている振動性の電界中に置かれ、織糸中の水分子は、ＲＦ周波数（好ましくは、２７．１２ＭＨｚ）にて振動する。これは、加熱、または内部運動エネルギーの増加をもたらせ、蒸発により、織糸から水分子を逃げ出させる。それにより、織糸パッケージＰは乾燥する。
【００３３】
ＲＦアノードおよびカソードとしてスピンドルおよびタンクを使用すれば、従来の電子管ＲＦ繊維製品乾燥機と比較して、繊維製品が一様に乾燥させるのに、動作中に、アノードとカソードの間隔を正確に調整する必要性が少なくなるか、あるいは、無くなる。
【００３４】
水蒸気は、乾燥機４０の内部から空気を取り出すファンまたはブロワを使用して、タンクの上の方に付けられた出口４９を介して、乾燥機４０から除去される。入口５０は、出口４９から除去される上記水を含んだ空気の入替えのために、新鮮な空気をポンプで乾燥機４０に送り込むように、タンクのベースに設けられている。出口４９は、汚染物質または異物がタンクに入り込まないようにするために、１つまたは複数のエアフィルタ（図示されてない）を備えることがある。
【００３５】
繊維製品の乾燥させすぎると繊維製品をいためる可能性があるため、そのような乾燥させすぎを防止するべく、水分監視システム（図示されてない）を備えて、水分蒸発（乾燥）率を監視および管理することがある。水分は、タンク出口から取り出された空気中の水の濃度を測定すること、あるいは、乾燥処理の間、繊維製品の目方を量ることなど、任意の適切な方法により、監視されることがある。この監視システムは、ＲＦ発生器にリンクされて、所望の繊維製品乾燥レベルに達すると、この電界をオフ状態に切り替えることができる。
【００３６】
図４と図５に示される乾燥機の設計は、充分なＲＦ遮蔽を提供し、よって、電磁妨害を減らすものである。タンクは、密閉容器であって、接地されており、それゆえ、動作の間、ＲＦ波は、周囲の環境にはまったく漏れ出さない。これは、ＲＦコネクタ４４、４５を、金属製のカバー４６、４７で遮蔽することで促進される。さらに、ＲＦ発生器のドライバ・ユニットと電力増幅器ユニットは、好ましくは、金属製の外殻（シェル）またはケーシングにも収容されて、さらなる遮蔽を実現し、しかも、安全で、かつ、放射のない動作環境を持続させる。
【００３７】
タンク壁面をカソードとして使用することにより、遮蔽の点から上記の利点が与えられるが、本発明は、別法として、タンク壁面を、アノードとしてＲＦ発生器に接続し、かつ、スピンドルをカソードとして働くように接地することで、実施される場合がある。このような配置構成では、周囲にＲＦ波が漏れないようにしたければ、装置全体の周りに追加シールド（遮蔽）を設けることが必要になろう。
【００３８】
さらなる実施形態では、本発明による乾燥機は、繊維製品染色にも使用されて、染色と乾燥の統合した装置を提供することがある。これは、繊維製品保持のスピンドルをタンク内に含む、提案された装置設計によって可能になる。このような配置構成は、繊維製品染色にすでに用いられている。織糸パッケージなどの繊維製品を、圧力タンク内に位置づけられたスピンドルに取り付け、また、染料液をタンクに循環させて、繊維製品を所望の色および色合いに染色する。図４と図５に示されるものとして構成される装置を考えると、染料液は、染料液をスピンドルの中へ注ぎ上げることで、タンク内に導くことができる。スピンドルの開口により、染料液は、染料液が吸収される繊維製品に対して、流出し、流入することが可能となる。残りの染料液は、タンクの本体に流入し、またタンクから除去されて、同一装置内で再循環するか、あるいは、異なる装置に流通する。図５を参照すると、管５０と管５１が、弁およびポンプを含む管路網（ｐｉｐｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して染料液槽に連結されている場合には、これらの管を使用して、染料液を追加および除去することができる。染色処理が完了して、すべての染料液がタンクから排出されさえすれば、ＲＦ発生器と空気循環システムを動作させることで、乾燥処理を活動させられる。このような目的で、吸込管５０は、吸込管５０を、染料液管路網か、あるいは、上述のように、タンクに新鮮な空気を導くエアポンプに連絡するように作動する弁を備えることもある。このようにして、染色と乾燥を両方とも、同一装置内で、順次に達成できる。これにより、これら２つの処理に対して、別々の装置を持つ必要がなくなり、さらに、染色機から乾燥機への繊維製品の手間の掛かる運搬も排除される。
【００３９】
染料液が、繊維製品を保持するタンクの周りで循環する繊維製品染色用の装置およびシステムの一例が英国特許第２，４０４，１９９号に示されている。
【００４０】
本発明は、従来の染色装置の設計を使用して、ＲＦ乾燥機を製作できるように提案しているから、既存の染色機は、単にＲＦ発生器を染色機の関連部分に接続することで、染色と乾燥の統合した機能を提供するように、容易に改造できる。空気循環システムはまた、蒸発した水を取り出すように、提供されるべきである。半導体式ＲＦ発生器は、多くの利点を与えるから好ましいが、好まれる場合には、電子管発生器を用いて、同一の乾燥効果を達成できる。
【００４１】
本発明は、図４と図５に示される装置の設計には限定されない。タンクおよびスピンドルの代替形状や代替位置を持つ他の装置構成も使用されてもよい。この装置は、染色と乾燥の両方、または乾燥だけを提供するように構成されてもよいが、いずれにしても、半導体式または電子管式のＲＦ発生を使用できる。同様に、図１〜図３に示されるＲＦ発生器の実施形態は、模範的なものにすぎない。半導体式ＲＦ発生器の他の設計が、当業者には容易に明らかになろう。また、このような他の設計が、代りに使用されてもよい。さらに、この装置は、様々な形式およびタイプの繊維製品の処理を目的とすることもある。本発明は、図４と図５に示される織糸パッケージには限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に使用する半導体式高周波電力発生器の模式図を示す。
【図２】図１の半導体式高周波電力発生器に含まれることあるソース・ドライバ・ユニットの一実施形態の模式図を示す。
【図３】図１の半導体式高周波電力発生器に含まれることある増幅器ユニットの一実施形態の模式図を示す。
【図４】本発明の一実施形態による繊維製品乾燥機の断面斜視図を示す。
【図５】図４の繊維製品乾燥機の下部のクローズアップ断面斜視図を示す。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 高周波電力発生器
１２ ドライバ・ユニット
１３ ディバイダ・ユニット
１４ 増幅器ユニット
１５ コンバイナ・ユニット
２３、３３ 組込み試験装置
４０ 繊維製品を染色する装置
４１ 第１のタンク部分
４２ 第２のタンク部分
４８ スピンドル
４９ 出口
５０ 染色液入口
５１ 染色液出口
Ｐ 繊維製品、織糸パッケージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦ（無線周波数）波を使用して繊維製品を乾燥させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦ（無線周波数）エネルギーを利用すれば、繊維製品などの誘電体材料を乾燥させることができる。電磁波を使用して乾燥させる原理は、無線周波数にて振動する電界を、このような誘電体材料に印加することである。これは、誘電体材料の分子中で、その振動周波数にて、分子振動を励起し、分子間摩擦によって内部熱利得（ｈｅａｔ ｇａｉｎ）を与えるものである。誘電体材料が濡れている場合、充分なエネルギーが吸収されたときに、誘電体材料中の水分子は、この熱利得により、液体から気体の相へ変化する。気相の水分子は、蒸発により誘電体材料から自由に逃げ出すことができ、その結果、誘電体材料が乾燥する。単位重量の水を蒸発させるのに必要な熱量は、一定の圧力において一定の量である。水を、所与の温度から蒸発点まで上げるのに必要な総熱量は、この水の総質量によって決まる。繊維製品工業において、乾燥によく用いられる無線周波数は、２７ＭＨｚである。
【０００３】
代表的なＲＦ繊維製品乾燥機は、織糸パッケージ（ｙａｒｎ ｐａｃｋａｇｅ）を、安全キャビネット（ｇａｌｌｅｒｙ（細長い部屋））へ運搬し、また、安全キャビネットから運搬するコンベヤ・ベルトにより構成されている。一組の平行な電極が、この細長い部屋の中に設置されており、ＲＦ波発生器を用いて電極間にＲＦ電界が印加される。織糸パッケージは、この電界を通って運ばれて、その結果、織糸に閉じ込められた水分子が、二極性振動（ｄｉｐｏｌａｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）し、内部熱エネルギー利得を得て、その結果、蒸発する。次に、蒸発した水分は、これらの電極の上に取り付けられた抽出ファンにより運び去られる。このような乾燥機の一例は、ＥＰ ０，６５１，５９０に示されている。
【０００４】
普通、同軸ケーブルは、ＲＦ波発生器で発生させたＲＦ波を、アノード電極に送るために使用されるが、一方、カソード電極は、接地のためにアースに接続される。これらのアノードは、アルミニウム棒（ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｂａｒ）などの長方形要素の形状を取ることがある。ＲＦ波発生器は、一般に、発振器と三極管を含み、電子管と呼ばれることがある。三極管は、３つの極、すなわち、アノード、カソード、グリッドを持っている。発振器は、グリッドに印加される信号を、所望の周波数にて発生させ、また、アノードとカソード間の高電圧が、その振動性電力を増幅して、乾燥機のアノードに送られる大電力ＲＦ波を供給する。電子管の代表的な寿命は、約２０００時間である。このような電子管を繊維製品乾燥機に使用するときには、劣化動作を補償するために、３〜６ヶ月ごとに、この電子管を取り替える必要がある。ＲＦ波発生器は、冷却システムを必要とする。普通、空冷が用いられるが、ただし、電子管の寿命を延ばすには、水冷の方が効果的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＲＦ乾燥のために電子管を使用することの欠点は、電子管が、電気通信装置に、比較的に高いレベルの電磁妨害を起こしがちであることである。これは、飛行機の航空通信を危うくすることなど、多くの望ましくない影響を及ぼす。この電磁妨害は、コンベヤ・ベルトが通過する細長い部屋の開口からのＲＦ波の漏れに起因するものである。
【０００６】
さらに、電子管の動作周波数を制御することにも難点がある。２７ＭＨｚという一定の動作周波数では、乾燥機の電極と電極との間の間隔のいかなる変化も補償するために、電力調整器（ｐｏｗｅｒ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）を必要とする。例えば可変容量結合回路からの充分な電力調整は実現しにくく、したがって、一定の電極設計は、特定の用途を除き、めったに用いられない。
【０００７】
それゆえ、改良されたＲＦ繊維製品乾燥機が必要である。
【０００８】
よって、本発明の第１の態様は、互いに電気的に絶縁された第１のタンク部分と第２のタンク部分により形成されている、繊維製品を受け取るタンクと、この第１のタンク部分と、この第２のタンク部分との間に、無線周波数にて振動性電界を発生させて、これらの繊維製品中の水分子を加熱して、蒸発させる働きをするように、タンクに接続された高周波電力発生器とを備える、繊維製品を乾燥させる装置を対象としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、高周波繊維製品乾燥機のうち、繊維製品容器（タンク）を成す部分もアノードおよびカソードとして使用して、電界を繊維製品に印加することで乾燥をもたらす高周波繊維製品乾燥機を提供する。このような配置構成は、コンパクトな乾燥機を提供する。さらに、その配置構成により、優れた電磁遮蔽は、電磁界をタンク内に完全に閉じ込めることができるために、妨害を減らし、また、安全性を高めることができる。
【００１０】
上記第１のタンク部分は、タンクの壁面を含むことがあり、また、上記第２のタンク部分は、タンクに受け取られる繊維製品を支えるために、タンク内に位置づけられたスピンドル（糸巻き心、ｓｐｉｎｄｌｅ）を含むことがある。タンクとスピンドルを含む乾燥機は、様々な繊維製品処理用途、特に繊維製品染色にすでに常用されており、したがって、既存の設計を改良することで、本発明による乾燥機を容易に提供できる。さらに、この乾燥機用のタンクとスピンドルの配置は、コンベヤ型の高周波乾燥機と比較して、アノードとカソードの間隔を正確に調整する必要もなく、一様な繊維製品乾燥能力を呈することがわかった。
【００１１】
一実施形態では、高周波電力発生器がスピンドルに接続され、このスピンドルが、電界を発生させる目的で、アノードとして働くようにしている。それゆえ、タンクの壁面は、カソードとして働く。好ましくは、この壁面を電気的に接地する。こうすれば、乾燥機の周りに専用シールドを施す必要もなく、充分な電磁遮蔽が与えられる。
【００１２】
この高周波電力発生器は、半導体式高周波電力発生器でも良い。半導体式高周波電力発生器は、従来の電子管式ＲＦ発生器よりも動作寿命がさらに長く、したがって、メインテナンス費用が削減される。効率も良くなる。
【００１３】
一実施形態により、高周波電力発生器は、高周波信号を発生させるように作動するドライバ・ユニットと、ドライバ・ユニットから高周波信号を受け取って、この高周波信号を増幅するように作動する１つまたは複数の増幅器ユニットとを含む。このようなモジュラ設計は、メインテナンスを向上させ、かつ簡単にする。これは、それらのユニットを個別に手入れおよび取替えを行うことができるからである。そのような設計はまた、多くの熱発生問題を回避するか、あるいは減らす都合のよい形式で、繊維製品乾燥を行うのに必要な大電力を与える。空冷で充分であり、これは、水冷よりも好ましい。
【００１４】
高周波電力発生器はさらに、ドライバ・ユニットから高周波信号を受け取って、この高周波信号を、並列に配置された少なくとも２つの増幅器ユニットの間で配分するように作動するディバイダ・ユニットと、増幅された高周波信号を増幅器ユニットから受け取って、その高周波信号を組み合わせるように作動するコンバイナ（ｃｏｍｂｉｎｅｒ）ユニットも含むことがある。並列増幅により、１つの増幅段階において、高周波大電力を直接に発生させることができる。さらに、高周波電力発生器の動作、したがって乾燥装置の動作は、１つまたは複数の増幅器ユニットの故障の場合であっても、さらに、故障したユニットの取替えの間にも、続けることができる。それにより、乾燥機の運転停止時間が減らされるから、運転費のコストが向上する。
【００１５】
さらに、ドライバ・ユニットと増幅器ユニットの１つまたは複数は、これらのユニットの動作を監視するように作動する組込み試験装置も備えることもある。これは、モジュラ半導体構成のさらなる利点である。これらの様々なユニットまたはモジュールは、どんな問題も素早く識別するように、個々に、かつ絶え間なく監視して、メインテナンスを効率的に実行することができる。
【００１６】
タンクは、蒸発した水分子を取り出すための出口を備えることがある。これは、繊維製品が湿った外気中にとどまらず、また、水分子が、さらに容易に、これらの繊維製品から逃げ出すことができるので、乾燥処理を向上させる。さらに、このタンクは、空気をタンクに導き入れるための入口も備えることがある。水蒸気を含んだ空気が除去されて、新鮮な空気がタンクに加えられると、タンク内の圧力がだいたい一定に保たれ、かつ、空気の循環を向上し、さらに乾燥処理を向上させる。
【００１７】
有利な一実施形態では、この装置はさらに、タンクに受け取られた繊維製品を染色するように構成されている。これは、タンク配置が、染色などの他の繊維製品処理用途への使用に適しているから、繊維製品を入れておくタンクを形成しているアノードとカソードを用いて、高周波乾燥を実行すれば、とりわけ可能となる。パッケージ染色タンクなどの既存のタンク設計は、本発明を適合し、よって、染色と乾燥の統合した装置を提供するように、容易に改造できる。タンクを形成している上記部分を、染色処理にも乾燥処理にも最適化できる新たな装置設計も可能である。例えば、このタンクは、染料液入口と染料液出口を備え、その染料液入口と染料液出口を介して、染料液をタンクに流通させて、タンクに受け取られた繊維製品を染色することがある。
【００１８】
本発明は広範囲の繊維製品に適用でき、さらに、特定の例において、高周波乾燥を許容し、かつ、タンク内に容易に収容できる他の材料にも適用できるが、この装置は、染色された織糸を乾燥させるように構成されている。よって、これらの繊維製品は、１つまたは複数の織糸パッケージを含むことがある。
【００１９】
本発明の第２の態様は、第１のタンク部分と、第１のタンク部分から電気的に絶縁された第２のタンク部分とにより形成されているタンク内に繊維製品を配置することと、第１のタンク部分と第２のタンク部分との間に、無線周波数での振動性電界を発生させて、繊維製品中の水分子を加熱して、蒸発させることを含む、繊維製品を乾燥させる方法を対象としている。
【００２０】
他の実施形態および例は、併記の特許請求の範囲に述べられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明をより良く理解するために、また、本発明を実施する方法を示すために、例示として、添付図面を参照する。
本発明は、大電力高周波電界を用いて繊維製品を乾燥させる装置または装置の新規設計を提案している。本発明による装置が呈する乾燥能力により、コンパクトで、かつ安全な装置を提供することができる。さらに、この装置は、繊維製品の染色と乾燥が、ただ１つの装置で実行できるように、設計されている。
【００２２】
繊維製品を染色した（あるいは、代りの処理手法では、別様に濡らした）後で、それらの繊維製品を乾燥させる必要がある。高周波（ＲＦ）電力は、染色に常用されるが、ただし、ＲＦ周波数を用いる繊維製品染色は、大電力を必要とする。このような大電力は、ＲＦ波を発生させる電子管を使用して得られることがあるが、ただし、電子管、および、電子管の使用が提案された乾燥機の設計には、欠点がある。電子管に代わる別法は、半導体技術である。これは、携帯電話や無線ネットワークなどの電気通信用途にＲＦ波を発生させるのに常用される。しかしながら、半導体技術は、小電力においてのみ動作する。繊維製品乾燥に必要な大電力を得るために、本発明は、アレイ状に配列された多数のエミッタを使用して、所要の電力レベルをもたらす場合に発生するかもしれない熱放散やホットスポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔ、過熱点）の問題を避けることを目的とした半導体式パワートランジスタを含むＲＦ発生器を提案している。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態による繊維製品乾燥機への使用に適した半導体式ＲＦ発生器の模式図を示している。一連の半導体ユニットを含むＲＦ発生器１０は、所定の無線周波数にて、電界振動をもたらす働きをする。無線周波数に関する国際ルールを守るために、この周波数は、通常、繊維製品乾燥に対して、２７．１２ＭＨｚに決められることになる。ＲＦ発生器１０は、所望の無線周波数にて信号を発生するように作動する周波数シンセサイザ１１を含む。この合成された周波数信号をソース・ドライバ・ユニット１２に供給し、そこで、ソース・ドライバ・ユニット１２を使用して、ＲＦ波電力を発生させる。この電力は、１：ｎのディバイダ１３に渡されて、ディバイダ１３は、この電力を、複数の増幅器ユニット１４の間で均等に配分する。それぞれの増幅器ユニット１４は、ＲＦ波電力のうちのその均等部分を増幅し、その増幅された電力をｎ：１のコンバイナ１５に渡して、すべての増幅器１４の出力を組み合わせて、ただ１つの大電力ＲＦ波出力１６を形成する。ソース・ドライバ・ユニット１２と増幅器ユニット１４は、例えば、１ｋＷのユニットであることもあるが、ただし、必要に応じて、それ以外のサイズのユニットも使用できる。所与のサイズの増幅器ユニットでは、出力１６で必要とされる電力により、ｎ個の増幅器ユニット１４が選択されることになる。よって、適宜に、１つまたは複数の増幅器を含めることができる。ただ１つの増幅器を用いる構成は、上記のディバイダやコンバイナを省いてもよい。さらに、増幅器の並列配置は有利ではあるが、それらの並列増幅器を、直列にした増幅器に代えてもよい。
【００２４】
図２は、ソース・ドライバ・ユニット１２の一実施形態の模式図を示している。ソース・ドライバ・ユニット１２は、直流（ＤＣ）電力を供給する電源ユニット２２（この例では、１．５ｋＷの電源）から電力が供給されるドライバ２１（この例では、１ｋＷのドライバ）を含む。ドライバ２１は、ＲＦ発生器１０の周波数シンセサイザ１１から、周波数入力２４を受け取って、ＲＦ波電力出力２５を出力する。したがって、ソース・ドライバ・ユニット１２は、周波数入力２４をＲＦ電力出力２５に変換する。ソース・ドライバ・ユニット１２はまた、組込み試験機器（ＢＩＴＥ）ユニット２３も含んで、ソース・ドライバ・ユニット１２の動作を監視する。ＢＩＴＥユニットは、さらに大きいシステムに恒久的に搭載され、かつ使用されて、単独で、あるいは外部試験機器と関連させて、このシステムの全部または一部を試験する装置である。一組の計器またはスイッチなどの単純な装置から、コンピュータ制御式診断システムなどの複雑な装置に及ぶ多くのタイプのＢＩＴＥユニットが利用できる。
【００２５】
図３は、増幅器ユニット１４の一実施形態の模式図を示している。増幅器ユニット１４は、ＤＣ電力を供給する電源ユニット３２（この例では、１．５ｋＷの電源）から電力が供給される高周波増幅器３１（この例では、１ｋＷの増幅器）を含む。高周波増幅器３１は、入力として、１：ｎのディバイダ１３からＲＦ波３４を受け取って、それを増幅し、増幅されたＲＦ波３５をｎ：１のコンバイナ１５に出力する。増幅器ユニット１４はまた、その動作を監視するために、ＢＩＴＥユニット３３も含む。
【００２６】
図１のＲＦ発生器は、電力発生やメインテナンスの作業において、高い柔軟性を与えるモジュラ設計である。これらの増幅器ユニットは並列に配置される。したがって、増幅器ユニットのどれかが故障した場合でも、ＲＦ発生器は、電力レベルは下がるが、動作を続けることができる。個々の増幅器ユニットのメインテナンスと取替えは、他のユニットの動作を中断させることなく、別々に行うことができる。したがって、ＲＦ発生器は、停止する必要はない。さらに、モジュラ設計は、このシステムの全域に、よりよい熱分布を与え、それゆえ、ＲＦ発生器の空冷が、受入れ可能な冷却結果をもたらすことになる。空冷は、さらに複雑で、かつ危険な（電気環境において）水冷よりも好ましい。しかしながら、水冷、または他の冷却法であっても、要望があれば、その方法を本発明に使用してもよい。
【００２７】
モジュラ動作を容易ならしめるために、ドライバ・ユニットと増幅器ユニットは、ＢＩＴＥユニットで取り囲まれることがあり（図２と図３に示される通り）、それにより、それらのドライバ・ユニットと増幅器ユニットの個々の自己監視および動作が可能になる。それにより、特定ユニットの故障を、簡単に、かつ素早く識別して、必要なメインテナンスを実行できるようにしている。
【００２８】
半導体技術を使用してＲＦ発生器を製作すれば、電子管ＲＦ発生よりも優れたいくつかの利点が与えられる。重要なことは、半導体式ＲＦ発生器の寿命が、電子管ＲＦ発生器の寿命の数千倍までであり得ることであり、それゆえ、メインテナンス費用が大幅に削減される。メインテナンスはまた、上述のモジュラ半導体構成を用いても容易となる。さらに、半導体式ＲＦ発生器は、電子管のものよりも効率が高くなっており、運転費コストも低減する。
【００２９】
図１のＲＦ発生器、または代替ＲＦ発生器は、大電力振動性電界を繊維製品に印加して、水分子の加熱および蒸発による乾燥を実現するために、使用される。本発明により、この電界は、専用の電極を介してではなくて、乾燥機のうち繊維製品を保持することを目的とする部分の構成要素を電極として使用することで、印加される。特に、乾燥処理の間、繊維製品を支持するスピンドルは、ＲＦ発生器に接続され、よって、アノードとして働き、また、このスピンドルが入れられている繊維製品受取り用タンクは、カソードとして働く。それゆえ、好ましくは、このタンクは接地される。このスピンドルは、タンクから電気的に絶縁される。ＲＦ発生器からスピンドルにＲＦ波を印加することにより、スピンドルと、それを取り巻くタンクとの間に、振動性の電界が与えられる。それゆえ、スピンドル上に保持された繊維製品は、電界中に位置づけられて、乾燥する。
【００３０】
図４は、乾燥機４０の部分切開図を示し、また、図５は、乾燥機４０の下部のクローズアップ図を示している。これらの図を参照すると、乾燥機４０は、直立円筒体の形を持つ第１のタンク部分または上部４１を含む。これは、タンクの側壁を形成している。乾燥機４０のベース部分４２は、タンクの下端を閉鎖し、一層の電気的に絶縁する材料４３により、上部４１から隔てられている。上部４１とベース部材４２には、必要な機能を与えるのに適した材料であればどんなものでも使用でき、例えば、鋼（好ましくは、ステンレス鋼）であり、同様に、絶縁層４３では、例えばテフロン（ＲＴＭ）であるかもしれない。直立のスピンドル４８（同様に、例えば鋼またはステンレス鋼でできている）は、ベース部分４２から、タンクの長手方向の中心線に沿って、上方へ延びている。スピンドル４８は、直接に固定されるか、あるいは一体成形されることにより、ベース部分４２に電気的に接続される。スピンドル４８とベース部分４２はともに、第２のタンク部分を構成し、また、第１のタンク部分と第２のタンク部分がともに、タンクを形成している。
【００３１】
乾燥機４０は、ＲＦケーブル接続部を備えている。第１の接続部４４は、上部４１をアースに接続して、接地し、したがって、上部４１はカソードとして働くことができる。第２の接続部４５は、下部４２とスピンドル４８を、図１に示されるようなＲＦ発生器（これらの図には示されてない）に接続して、スピンドル４８がアノードとして働くことができるようにしている。金属製の上側カバー４６と金属製の下側カバー４７は、タンクのベースの周りに配置され、接続部４４、接続部４５を取り巻き、電磁遮蔽する。
【００３２】
運転の際は、織糸パッケージＰのように乾燥する予定の繊維製品は、スピンドル４８上に収められ、よって、タンクに収容される。ＲＦ発生器を動作させて、ＲＦ波電力をスピンドル４８に印加し、したがって、ＲＦ波が、スピンドル４８から発して、織糸パッケージＰを通って、上部４１、またはタンクの壁面に放出する。したがって、織糸パッケージＰは、スピンドル４８とタンク壁面との間に広がっている振動性の電界中に置かれ、織糸中の水分子は、ＲＦ周波数（好ましくは、２７．１２ＭＨｚ）にて振動する。これは、加熱、または内部運動エネルギーの増加をもたらせ、蒸発により、織糸から水分子を逃げ出させる。それにより、織糸パッケージＰは乾燥する。
【００３３】
ＲＦアノードおよびカソードとしてスピンドルおよびタンクを使用すれば、従来の電子管ＲＦ繊維製品乾燥機と比較して、繊維製品が一様に乾燥させるのに、動作中に、アノードとカソードの間隔を正確に調整する必要性が少なくなるか、あるいは、無くなる。
【００３４】
水蒸気は、乾燥機４０の内部から空気を取り出すファンまたはブロワを使用して、タンクの上の方に付けられた出口４９を介して、乾燥機４０から除去される。入口５０は、出口４９から除去される上記水を含んだ空気の入替えのために、新鮮な空気をポンプで乾燥機４０に送り込むように、タンクのベースに設けられている。出口４９は、汚染物質または異物がタンクに入り込まないようにするために、１つまたは複数のエアフィルタ（図示されてない）を備えることがある。
【００３５】
繊維製品の乾燥させすぎると繊維製品をいためる可能性があるため、そのような乾燥させすぎを防止するべく、水分監視システム（図示されてない）を備えて、水分蒸発（乾燥）率を監視および管理することがある。水分は、タンク出口から取り出された空気中の水の濃度を測定すること、あるいは、乾燥処理の間、繊維製品の目方を量ることなど、任意の適切な方法により、監視されることがある。この監視システムは、ＲＦ発生器にリンクされて、所望の繊維製品乾燥レベルに達すると、この電界をオフ状態に切り替えることができる。
【００３６】
図４と図５に示される乾燥機の設計は、充分なＲＦ遮蔽を提供し、よって、電磁妨害を減らすものである。タンクは、密閉容器であって、接地されており、それゆえ、動作の間、ＲＦ波は、周囲の環境にはまったく漏れ出さない。これは、ＲＦコネクタ４４、４５を、金属製のカバー４６、４７で遮蔽することで促進される。さらに、ＲＦ発生器のドライバ・ユニットと電力増幅器ユニットは、好ましくは、金属製の外殻（シェル）またはケーシングにも収容されて、さらなる遮蔽を実現し、しかも、安全で、かつ、放射のない動作環境を持続させる。
【００３７】
タンク壁面をカソードとして使用することにより、遮蔽の点から上記の利点が与えられるが、本発明は、別法として、タンク壁面を、アノードとしてＲＦ発生器に接続し、かつ、スピンドルをカソードとして働くように接地することで、実施される場合がある。このような配置構成では、周囲にＲＦ波が漏れないようにしたければ、装置全体の周りに追加シールド（遮蔽）を設けることが必要になろう。
【００３８】
さらなる実施形態では、本発明による乾燥機は、繊維製品染色にも使用されて、染色と乾燥の統合した装置を提供することがある。これは、繊維製品保持のスピンドルをタンク内に含む、提案された装置設計によって可能になる。このような配置構成は、繊維製品染色にすでに用いられている。織糸パッケージなどの繊維製品を、圧力タンク内に位置づけられたスピンドルに取り付け、また、染料液をタンクに循環させて、繊維製品を所望の色および色合いに染色する。図４と図５に示されるものとして構成される装置を考えると、染料液は、染料液をスピンドルの中へ注ぎ上げることで、タンク内に導くことができる。スピンドルの開口により、染料液は、染料液が吸収される繊維製品に対して、流出し、流入することが可能となる。残りの染料液は、タンクの本体に流入し、またタンクから除去されて、同一装置内で再循環するか、あるいは、異なる装置に流通する。図５を参照すると、管５０と管５１が、弁およびポンプを含む管路網（ｐｉｐｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して染料液槽に連結されている場合には、これらの管を使用して、染料液を追加および除去することができる。染色処理が完了して、すべての染料液がタンクから排出されさえすれば、ＲＦ発生器と空気循環システムを動作させることで、乾燥処理を活動させられる。このような目的で、吸込管５０は、吸込管５０を、染料液管路網か、あるいは、上述のように、タンクに新鮮な空気を導くエアポンプに連絡するように作動する弁を備えることもある。このようにして、染色と乾燥を両方とも、同一装置内で、順次に達成できる。これにより、これら２つの処理に対して、別々の装置を持つ必要がなくなり、さらに、染色機から乾燥機への繊維製品の手間の掛かる運搬も排除される。
【００３９】
染料液が、繊維製品を保持するタンクの周りで循環する繊維製品染色用の装置およびシステムの一例が英国特許第２，４０４，１９９号に示されている。
【００４０】
本発明は、従来の染色装置の設計を使用して、ＲＦ乾燥機を製作できるように提案しているから、既存の染色機は、単にＲＦ発生器を染色機の関連部分に接続することで、染色と乾燥の統合した機能を提供するように、容易に改造できる。空気循環システムはまた、蒸発した水を取り出すように、提供されるべきである。半導体式ＲＦ発生器は、多くの利点を与えるから好ましいが、好まれる場合には、電子管発生器を用いて、同一の乾燥効果を達成できる。
【００４１】
本発明は、図４と図５に示される装置の設計には限定されない。タンクおよびスピンドルの代替形状や代替位置を持つ他の装置構成も使用されてもよい。この装置は、染色と乾燥の両方、または乾燥だけを提供するように構成されてもよいが、いずれにしても、半導体式または電子管式のＲＦ発生を使用できる。同様に、図１〜図３に示されるＲＦ発生器の実施形態は、模範的なものにすぎない。半導体式ＲＦ発生器の他の設計が、当業者には容易に明らかになろう。また、このような他の設計が、代りに使用されてもよい。さらに、この装置は、様々な形式およびタイプの繊維製品の処理を目的とすることもある。本発明は、図４と図５に示される織糸パッケージには限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に使用する半導体式高周波電力発生器の模式図を示す。
【図２】図１の半導体式高周波電力発生器に含まれることあるソース・ドライバ・ユニットの一実施形態の模式図を示す。
【図３】図１の半導体式高周波電力発生器に含まれることある増幅器ユニットの一実施形態の模式図を示す。
【図４】本発明の一実施形態による繊維製品乾燥機の断面斜視図を示す。
【図５】図４の繊維製品乾燥機の下部のクローズアップ断面斜視図を示す。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 高周波電力発生器
１２ ドライバ・ユニット
１３ ディバイダ・ユニット
１４ 増幅器ユニット
１５ コンバイナ・ユニット
２３、３３ 組込み試験装置
４０ 繊維製品を染色する装置
４１ 第１のタンク部分
４２ 第２のタンク部分
４８ スピンドル
４９ 出口
５０ 染色液入口
５１ 染色液出口
Ｐ 繊維製品、織糸パッケージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに電気的に絶縁された第１のタンク部分（４１）と第２のタンク部分（４２）により形成されている、繊維製品（Ｐ）を受け取るタンクと、
前記第１のタンク部分と前記第２のタンク部分との間に、無線周波数にて振動性電界を発生させて、前記繊維製品中の水分子を加熱して蒸発させる働きをするように、前記タンクに接続された高周波電力発生器（１０）と、
を備える、繊維製品乾燥装置（４０）。
【請求項２】
前記第１のタンク部分が前記タンクの壁面であり、また、前記第２のタンク部分が、前記タンクに受け取られる繊維製品を支えるために、前記タンク内に位置づけられたスピンドル（４８）である請求項１に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項３】
前記高周波電力発生器が前記スピンドルに接続され、
前記スピンドルが、前記電界を発生させる目的で、アノードとして働くようにしている請求項２に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項４】
前記壁面が電気アースに接続される請求項３に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項５】
前記高周波電力発生器が、半導体式高周波電力発生器である請求項１ないし４に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項６】
前記高周波電力発生器が、
高周波信号を発生させるように作動するドライバ・ユニット（１２）と、
前記ドライバ・ユニットから前記高周波信号を受け取って、前記高周波信号を増幅するように作動する１つまたは複数の増幅器ユニット（１４）と、を備える請求項５に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項７】
前記高周波電力発生器が、
前記ドライバ・ユニットから前記高周波信号を受け取って、前記高周波信号を、並列に配置された少なくとも２つの増幅器ユニットの間で配分するように作動するディバイダ・ユニット（１３）と、
前記増幅された高周波信号を前記増幅器ユニットから受け取って、前記高周波信号を組み合わせるように作動するコンバイナ・ユニット（１５）と、を備える請求項６に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項８】
前記ドライバ・ユニットと前記増幅器ユニットの１つまたは複数が、前記ユニットの動作を監視するように作動する組込み試験装置（２３、３３）を備える請求項６または７に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項９】
前記タンクが、蒸発した水分子を取り出すための出口（４９）を備える請求項１ないし８に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項１０】
前記タンクが、空気を前記タンクに導き入れるための入口（５０）を備える請求項９に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項１１】
前記タンクに受け取られた繊維製品を染色するように構成されている請求項１ないし１０に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項１２】
前記タンクが、染料液入口（５０）と染料液出口（５１）を備え、前記染料液入口と前記染料液出口を介して、前記染料液を前記タンクに循環させて、前記タンクに受け取られた繊維製品を染色する請求項１１に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項１３】
前記繊維製品が、１つまたは複数の織糸パッケージ（Ｐ）である請求項１ないし１２に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項１４】
第１のタンク部分（４１）と、前記第１のタンク部分から電気的に絶縁された第２のタンク部分（４２）とにより形成されているタンク内に繊維製品（Ｐ）を配置するステップと、
前記第１のタンク部分と前記第２のタンク部分との間に、無線周波数での振動性電界を発生させて、前記繊維製品中の水分子を加熱して、蒸発させるステップと、
を含む、繊維製品を乾燥させる方法。
【請求項１５】
前記第１のタンク部分が前記タンクの壁面であり、また、前記第２のタンク部分が、前記タンク内に配置された繊維製品を支えるために、前記タンク内に位置づけられたスピンドル（４８）である請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記スピンドルが、前記電界を発生させる目的で、アノードとして使用される請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記壁面が電気アースに接続される請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記タンクに接続された半導体式高周波電力発生器（１０）を作動させて、前記振動性電界を発生させるステップを含む請求項１４ないし１７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１９】
前記半導体式高周波電力発生器が、高周波信号を発生させるように作動するドライバ・ユニット（１２）と、前記ドライバ・ユニットから前記高周波信号を受け取って、前記高周波信号を増幅するように作動する１つまたは複数の増幅器ユニット（１４）と、を備える請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記半導体式高周波電力発生器が、前記ドライバ・ユニットから前記高周波信号を受け取って、前記高周波信号を、並列に配置された少なくとも２つの増幅器ユニットの間で配分するように作動するディバイダ・ユニット（１３）と、前記増幅された高周波信号を前記増幅器ユニットから受け取って、前記高周波信号を組み合わせるように作動するコンバイナ・ユニット（１５）と、を備える請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ドライバ・ユニットと前記増幅器ユニットの１つまたは複数が、前記ユニットの動作を監視するように作動する組込み試験装置（２３、３３）を備える請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記タンクから前記蒸発した水分子を取り出すステップを含む請求項１４ないし２１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２３】
前記蒸発した水分子を取り出している間に、空気を前記タンクに導き入れるステップを含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記タンク内に前記繊維製品を配置するステップと前記振動性電界を発生させるステップとの間に、
前記タンクに染色液を追加して、前記繊維製品を染色するステップと、
前記繊維製品された後、未使用の染色液を除去するステップと、
を含む請求項１４ないし２３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２５】
前記繊維製品が、１つまたは複数の織糸パッケージ（Ｐ）を含む請求項１４ないし２４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１】
互いに電気的に絶縁された第１のタンク部分（４１）と第２のタンク部分（４２）により形成されている、繊維製品（Ｐ）を受け取るタンクと、
前記第１のタンク部分と前記第２のタンク部分との間に、無線周波数にて振動性電界を発生させて、前記繊維製品中の水分子を加熱して蒸発させる働きをするように、前記タンクに接続された高周波電力発生器（１０）と、
を備える、繊維製品乾燥装置（４０）。
【請求項２】
前記第１のタンク部分が前記タンクの壁面であり、また、前記第２のタンク部分が、前記タンクに受け取られる繊維製品を支えるために、前記タンク内に位置づけられたスピンドル（４８）である請求項１に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項３】
前記高周波電力発生器が前記スピンドルに接続され、
前記スピンドルが、前記電界を発生させる目的で、アノードとして働くようにしている請求項２に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項４】
前記壁面が電気アースに接続される請求項３に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項５】
前記高周波電力発生器が、半導体式高周波電力発生器である請求項１ないし４に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項６】
前記高周波電力発生器が、
高周波信号を発生させるように作動するドライバ・ユニット（１２）と、
前記ドライバ・ユニットから前記高周波信号を受け取って、前記高周波信号を増幅するように作動する１つまたは複数の増幅器ユニット（１４）と、を備える請求項５に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項７】
前記高周波電力発生器が、
前記ドライバ・ユニットから前記高周波信号を受け取って、前記高周波信号を、並列に配置された少なくとも２つの増幅器ユニットの間で配分するように作動するディバイダ・ユニット（１３）と、
前記増幅された高周波信号を前記増幅器ユニットから受け取って、前記高周波信号を組み合わせるように作動するコンバイナ・ユニット（１５）と、を備える請求項６に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項８】
前記ドライバ・ユニットと前記増幅器ユニットの１つまたは複数が、前記ユニットの動作を監視するように作動する組込み試験装置（２３、３３）を備える請求項６または７に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項９】
前記タンクが、蒸発した水分子を取り出すための出口（４９）を備える請求項１ないし８に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項１０】
前記タンクが、空気を前記タンクに導き入れるための入口（５０）を備える請求項９に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項１１】
前記タンクに受け取られた繊維製品を染色するように構成されている請求項１ないし１０に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項１２】
前記タンクが、染料液入口（５０）と染料液出口（５１）を備え、前記染料液入口と前記染料液出口を介して、前記染料液を前記タンクに循環させて、前記タンクに受け取られた繊維製品を染色する請求項１１に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項１３】
前記繊維製品が、１つまたは複数の織糸パッケージ（Ｐ）である請求項１ないし１２に記載の繊維製品乾燥装置。
【請求項１４】
第１のタンク部分（４１）と、前記第１のタンク部分から電気的に絶縁された第２のタンク部分（４２）とにより形成されているタンク内に繊維製品（Ｐ）を配置するステップと、
前記第１のタンク部分と前記第２のタンク部分との間に、無線周波数での振動性電界を発生させて、前記繊維製品中の水分子を加熱して、蒸発させるステップと、
を含む、繊維製品を乾燥させる方法。
【請求項１５】
前記第１のタンク部分が前記タンクの壁面であり、また、前記第２のタンク部分が、前記タンク内に配置された繊維製品を支えるために、前記タンク内に位置づけられたスピンドル（４８）である請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記スピンドルが、前記電界を発生させる目的で、アノードとして使用される請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記壁面が電気アースに接続される請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記タンクに接続された半導体式高周波電力発生器（１０）を作動させて、前記振動性電界を発生させるステップを含む請求項１４ないし１７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１９】
前記半導体式高周波電力発生器が、高周波信号を発生させるように作動するドライバ・ユニット（１２）と、前記ドライバ・ユニットから前記高周波信号を受け取って、前記高周波信号を増幅するように作動する１つまたは複数の増幅器ユニット（１４）と、を備える請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記半導体式高周波電力発生器が、前記ドライバ・ユニットから前記高周波信号を受け取って、前記高周波信号を、並列に配置された少なくとも２つの増幅器ユニットの間で配分するように作動するディバイダ・ユニット（１３）と、前記増幅された高周波信号を前記増幅器ユニットから受け取って、前記高周波信号を組み合わせるように作動するコンバイナ・ユニット（１５）と、を備える請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ドライバ・ユニットと前記増幅器ユニットの１つまたは複数が、前記ユニットの動作を監視するように作動する組込み試験装置（２３、３３）を備える請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記タンクから前記蒸発した水分子を取り出すステップを含む請求項１４ないし２１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２３】
前記蒸発した水分子を取り出している間に、空気を前記タンクに導き入れるステップを含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記タンク内に前記繊維製品を配置するステップと前記振動性電界を発生させるステップとの間に、
前記タンクに染色液を追加して、前記繊維製品を染色するステップと、
前記繊維製品された後、未使用の染色液を除去するステップと、
を含む請求項１４ないし２３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２５】
前記繊維製品が、１つまたは複数の織糸パッケージ（Ｐ）を含む請求項１４ないし２４のいずれか１つに記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１７９９４８（Ｐ２００７−１７９９４８Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７９２９３（Ｐ２００５−３７９２９３）
【出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（５０６００３６６８）ファルマー・インヴェストメンツ・リミテッド (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（５０６００３６６８）ファルマー・インヴェストメンツ・リミテッド (5)
【Ｆターム（参考）】
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