(57)【要約】【課題】マイクロ波加熱の採用を前提とし、各種の被加熱物に対してさらに効率的な加熱処理を施し得るように改良する。【解決手段】被加熱物Ｇに加熱処理を施すべく当該被加熱物Ｇを収容する内容器２０と、この内容器２０を収容する外容器３０と、内容器２０内に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気発生装置５０と、外容器３０，３０′内にマイクロ波を照射するマイクロ波発振装置４０とを備えて加熱装置１０が構成されている。そして、特に内容器２０は、内部の加熱空間を覆う容器本体がマイクロ波を透過し得る材料によって形成されている。マイクロ波を透過し得る材料としてセラミックスが採用されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物が装填された第１加熱容器内に過熱水蒸気を供給するとともに、第１加熱容器を収容する第２加熱容器内へマイクロ波を照射することにより、前記過熱水蒸気による外部加熱と、前記第１加熱容器の壁部を透過したマイクロ波によるマイクロ波加熱との併用で被加熱物に対し加熱処理を施すことを特徴とする加熱方法。
【請求項２】
請求項１記載の加熱方法に適用される加熱装置であって、被加熱物に加熱処理を施すべく当該被加熱物を収容する第１加熱容器と、この第１加熱容器を収容する第２加熱容器と、前記第１加熱容器内に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気発生装置と、前記第２加熱容器内にマイクロ波を照射するマイクロ波発振装置とが備えられ、前記第１加熱容器は、内部の加熱空間を覆う容器本体がマイクロ波を透過し得る材料によって形成されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
前記マイクロ波を透過し得る材料は、セラミックスであることを特徴とする請求項２記載の加熱装置。
【請求項４】
前記被加熱物を直列状態で順次搬送する搬送手段が設けられ、前記搬送手段は、前記第１および第２加熱容器の双方を貫通するように配設されていることを特徴とする請求項２または３記載の加熱装置。
【請求項５】
前記被加熱物の種類および加熱目的に応じて前記搬送手段の搬送方向における前記第１加熱容器の設置位置が設定されていることを特徴とする請求項４記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば食品や木材、さらには陶磁器やゴム等の被加熱物に対して効果的に加熱処理を施すための、マイクロ波および過熱水蒸気を利用した加熱方法および加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロ波を照射することにより被加熱物に加熱処理を施す装置として、例えば特許文献１に記載のマイクロ波加熱炉を挙げることができる。この加熱炉における加熱対象はセラミックハニカムであり、加熱処理は焼成である。特許文献１には、マイクロ波を用いることで焼きむらが発生せず、クラックや変形も生じ難いと説明されている。
【０００３】
また従来、過熱水蒸気を用いて被加熱物に加熱処理を施す装置として、例えば特許文献２に記載の過熱水蒸気乾燥装置を挙げることができる。この装置における加熱対象は木材であり、加熱処理は乾燥である。特許文献２には、過熱水蒸気を用いることで効率的な乾燥処理が実現すると記載されている。
【０００４】
ところで、マイクロ波加熱の加熱方式は、被加熱物をその内部から加熱する、いわゆる内部加熱方式であるのに対し、過熱水蒸気による加熱方式は、被加熱物をその外部から加熱する外部加熱方式である。そして、各加熱方式にはそれぞれ長短が存在し、被加熱物の種類や加熱の目的等によって使い分けられるのが一般的である。
【０００５】
これらに対し、特許文献３には、マイクロ波を使用した内部加熱と過熱水蒸気を用いた外部加熱との双方を併用する加熱装置（セラミックス焼成炉）が記載されている。このセラミック焼成炉は、粘土などのセラミック原料を成形することによって得られた成形品を乾燥した後に焼成し、最後に冷却処理を施すことによってセラミック製品を得るようになされている。
【特許文献１】特開２００４―５１４６９号公報
【特許文献２】特開２００７―３０９６１４号公報
【特許文献３】特開２００７―２３０７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献３に記載のセラミック焼成炉にあっては、焼成処理時に高温になった成形品に冷却処理を施すとき、当該成形品が急激に冷却されてクラックが生じるのを防止するべく過熱水蒸気が使用されている。すなわち、せっかくの過熱水蒸気が本来の用途であるべき加熱処理のために使用されていないのである。
【０００７】
本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであって、マイクロ波を利用した内部加熱と、過熱水蒸気を使用した外部加熱とを併用する被加熱物に対する加熱処理をより効率的に行うべく改良された加熱方法および加熱装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明（加熱方法）は、被加熱物が装填された第１加熱容器内に過熱水蒸気を供給するとともに、第１加熱容器を収容する第２加熱容器内へマイクロ波を照射することにより、前記過熱水蒸気による外部加熱と、前記第１加熱容器の壁部を透過したマイクロ波によるマイクロ波加熱との併用で被加熱物に対し加熱処理を施すことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２記載の発明（加熱装置）は、請求項１記載の加熱方法に適用される加熱装置であって、被加熱物に加熱処理を施すべく当該被加熱物を収容する第１加熱容器と、この第１加熱容器を収容する第２加熱容器と、前記第１加熱容器内に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気発生装置と、前記第２加熱容器内にマイクロ波を照射するマイクロ波発振装置とが備えられ、前記第１加熱容器は、内部の加熱空間を覆う容器本体がマイクロ波を透過し得る材料によって形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１および２記載の発明によれば、第１加熱容器に装填された被加熱物は、当該第１加熱容器に直接供給される過熱水蒸気と、第２加熱容器内に照射され、第１加熱容器の壁を透過して第１加熱容器内に照射されたマイクロ波との双方による外部加熱および内部加熱で加熱処理が施される。従って、被加熱物は、その内外から加熱されることになり、迅速かつ均一な加熱処理が実現する。
【００１１】
そして、過熱水蒸気は、第２加熱容器よりも小容量の第１加熱容器に供給されるため、第１加熱容器が採用されないで大容量の第２加熱容器に被加熱物が直接装填される場合に比較し、被加熱物に対し少ない量の過熱水蒸気で所期の加熱処理を施すことが可能になり、エネルギーコストの低減化に貢献する。
【００１２】
また、マイクロ波は、当該マイクロ波が照射される室内の対向壁面間の距離がマイクロ波の波長の２倍以上に設定されていないと、室内で充分に拡散し得なくなるという性質を有しているため、マイクロ波が狭隘な第１加熱容器内に直接照射されると、被加熱物に対して均一な加熱処理を施し得なくなるという不都合の生じる虞があるが、本発明では適正な大容量に設定し得る第２加熱容器にマイクロ波が照射されるため、当該第２加熱容器内での乱反射によって第１加熱容器内の被加熱物に対し均一なマイクロ波加熱が施される。
【００１３】
このように、被加熱物が装填された小容量の第１加熱容器内に過熱水蒸気を供給するとともに、当該第１加熱容器が収容される第２加熱容器内へマイクロ波を照射することにより、過熱水蒸気およびマイクロ波の各特性を有効に利用して被加熱物に対しより効果的な加熱処理が施される。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記マイクロ波を透過し得る材料は、セラミックスであることを特徴とするものである。
【００１５】
かかる構成によれば、セラミックスは、マイクロ波を透過させることができるとともに、セラミックス自体もマイクロ波の照射で内部加熱されるため、内部に被加熱物が装填される第１加熱容器の材料として好適である。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の発明において、前記被加熱物を直列状態で順次搬送する搬送手段が設けられ、前記搬送手段は、前記第１および第２加熱容器の双方を貫通するように配設されていることを特徴とするものである。
【００１７】
かかる構成によれば、多くの被加熱物を搬送手段によって直列状態で順次搬送しながら、第１および第２加熱容器の双方を潜らせることにより、各被加熱物に対し連続的に加熱処理が施されるため、多くの被加熱物を対象とした加熱処理の効率化が実現する。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記被加熱物の種類および加熱目的に応じて前記搬送手段の搬送方向における前記第１加熱容器の設置位置が設定されていることを特徴とするものである。
【００１９】
かかる構成によれば、加熱対象の被加熱物に関し、まず外部加熱を施してから内部加熱を施すのが適しているのか、あるいは内部加熱を施してから外部加熱を施すのが適しているのかなど、被加熱物の種類および目的に応じて第２加熱容器内の第１加熱容器の位置が設定されるため（具体的には、例えば外部加熱を施してから内部加熱を行う場合には、第１加熱容器は、第２加熱容器の上流端側に配設され、内部加熱を施してから外部加熱を行う場合には、第１加熱容器は、第２加熱容器の下流端側に配設されるため）被加熱物は、その種類および目的に応じて好適な状態で加熱処理が施される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る加熱方法および加熱装置によれば、被加熱物が装填された小容量の第１加熱容器内に過熱水蒸気が供給されるとともに、当該第１加熱容器が収容される第２加熱容器内にマイクロ波が照射されるため、被加熱物の加熱処理に関し過熱水蒸気およびマイクロ波の各特性を有効に利用することが可能になり、結果として被加熱物に対し従来にも増して効果的な加熱処理を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明に係る第１実施形態の加熱装置を示す一部切り欠き斜視図であり、図２は、図１に示す加熱装置１０のＩＩ−ＩＩ線断面図である。なお、図１および図２において、Ｘ方向を左右方向、Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘを左方、＋Ｘを右方、−Ｙを前方、＋Ｙを後方という。
【００２２】
図１および図２に示すように、第１実施形態に係る加熱装置１０は、バッチ処理で被加熱物Ｇに加熱処理を施すものである。加熱処理としては、例えば、水分を含んだ材料を乾かす乾燥処理、調合された所定の原料に熱を加えて硬化性の化合物をつくる焼成処理、熱を加えて料理を完成させる調理処理および熱を加えて細菌を死滅させる殺菌処理等あるいはこれらの組み合わせを挙げることができる。また、これらの加熱処理の対象となる被加熱物としては、乾燥処理の対象物である木材、熱が加えられることで完成させられる食品、変性させるべく熱が加えられる木材、陶磁器の中間製品（粘土でつくられた焼く前の成形品）あるいはゴムの中間製品（加硫処理前のゴム製品）等を挙げることができる。
【００２３】
このような用途に使用される第１実施形態の加熱装置１０は、被加熱物Ｇが装填される内容器（第１加熱容器）２０と、この内容器２０を収容する外容器（第２加熱容器）３０と、この外容器３０内へマイクロ波を照射するマイクロ波発振装置４０と、前記内容器２０内へ過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気発生装置５０とを備えた基本構成を有している。
【００２４】
外容器３０内へ照射されるマイクロ波は、周波数が３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚの範囲内のものであれば好適に使用されるが、通常、２４５０ＭＨｚあるいは９１５ＭＨｚの周波数のものが使用される。
【００２５】
内容器内に供給される過熱水蒸気は、常圧で１００℃の飽和水蒸気をさらに加熱して１００℃以上に加熱したもののことである。本実施形態においては、常圧で２００℃〜３００℃の過熱水蒸気が使用される。
【００２６】
前記内容器２０は、直方体状に設定され前面側に設けられた前面開口２１１を介して内容器本体２１に対し被加熱物Ｇが出し入れされる内容器本体２１と、この内容器本体２１の前面開口２１１を閉止する開閉可能な内容器側ドアー２２と、内容器本体２１の左面上部に付設された蒸気抜き配管２３とを備えている。
【００２７】
前記内容器本体２１は、マイクロ波を透過するとともに、自身もマイクロ波により発熱し、かつ、２００℃〜３００℃の高温に耐える耐熱性を備えたセラミックスによって形成されている。かかるセラミックスとしては、チタン酸アルミニウム、石英ガラス、アルミナあるいはジルコニア等の酸化物系のセラミックスが好適に使用される。かかる内容器本体２１は、マイクロ波が照射されたときの発熱を内容器本体２１内の雰囲気温度の上昇に寄与することができるため、外部加熱の加熱効率の上昇に寄与することができる。
【００２８】
かかる内容器本体２１は、外容器３０の底板上に配置された４本脚の台座２４上に据え付けられ、これによって外容器３０内の略中央部に位置するように設置位置が設定されている。前記台座２４は、平面視で矩形状に配設された４本の脚部２４１の頂部間に梁材２４２（図２参照）がそれぞれ架設されることによって形成されている。従って、内容器本体２１が台座２４に支持された状態で、その下面は外容器３０内に露出され、これによってマイクロ波は、内容器本体２１の底板からも内容器本体２１内へ透過され得るようになっている。
【００２９】
内容器側ドアー２２は、内容器本体２１と同様のセラミックスによって形成されている。内容器側ドアー２２をセラミックスで形成することにより、当該内容器側ドアー２２が閉止された状態で、マイクロ波は、内容器本体２１の前面からも内部へ侵入することができる。
【００３０】
前記蒸気抜き配管２３は、内容器２０内の余剰の過熱水蒸気を加熱装置１０外へ排出するためのものである。かかる蒸気抜き配管２３は、内容器本体２１の左壁部と、外容器３０の左壁部とを貫通して設けられ、これによって内容器２０内の余剰の過熱水蒸気は、外容器３０内を経ることなく直接外部に排出される。こうすることで、マイクロ波発振装置４０から外容器３０内に照射されたマイクロ波は、外容器３０内で蒸気を加熱することがなく、そのエネルギーは、内容器２０内の被加熱物Ｇの加熱のために有効に使用される。
【００３１】
前記外容器３０は、マイクロ波を反射させるべく金属材料によって形成された直方体状の箱形を呈する外容器本体３１と、この外容器本体３１の前面の挿脱開口３１１に開閉可能に設けられた、外容器本体３１と同様の金属材料製の外容器側ドアー３２とを備えて構成されている。
【００３２】
前記外容器本体３１は、当該外容器本体３１における対向壁面間の距離（前後で対向した壁面間の内寸法、左右で対向した壁面間の内寸法および上下で対向した壁面間の内寸法）がそれぞれマイクロ波の波長の２倍以上になるように寸法設定されている。このようにされるのは、マイクロ波が照射された空間の対向壁面間の距離がマイクロ波の波長の２倍以下であると、当該マイクロ波は壁面でランダムに乱反射することができず、結果としてマイクロ波が被加熱物Ｇに均等に照射されなくなり、被加熱物Ｇの均等加熱が困難になるという不都合が生じるためである。
【００３３】
因みに本実施形態においては、２４５０ＭＨｚのマイクロ波が採用されているため、その波長（略１２２ｍｍ）を考慮して外容器３０の各対向壁面間の距離が略２５０ｍｍ以上になるように外容器３０の寸法が設定されている。
【００３４】
前記マイクロ波発振装置４０は、内部にマグネトロン等のマイクロ波発生用の機器が内装された発振装置本体４１と、この発振装置本体４１と外容器３０との間に介設された導波管４２とを備えている。前記導波管４２は、その先端側が外容器本体３１の天板を貫通して外容器本体３１の内部に侵入され、先端面の開口が内容器２０の天板に臨まされている。
【００３５】
かかるマイクロ波発振装置４０によれば、発振装置本体４１内で発振されたマイクロ波は、導波管４２内を通って外容器本体３１内に導かれ、内容器本体２１のセラミックス製の壁部を透過して内容器本体２１内の被加熱物Ｇに向けて照射される。これによって内容器本体２１内の被加熱物Ｇにマイクロ波による内部加熱処理が施されることになる。
【００３６】
前記過熱水蒸気発生装置５０は、内部に水を加熱することによって得られた水蒸気にさらに加熱処理を施して過熱水蒸気を発生させるボイラーが内装された発生装置本体５１と、この発生装置本体５１と外容器３０との間に介設された蒸気供給管５２とを備えている。前記蒸気供給管５２は、その先端側が外容器３０の外容器本体３１の天板を貫通して外容器本体３１の内部に侵入され、さらに内容器本体２１の天板を貫通して先端面の開口が内容器２０内に臨まされている。
【００３７】
本実施形態においては、過熱水蒸気は、常温で１００℃〜４００℃、好ましくは２００℃〜３００℃、さらに好ましくは略２５０℃に過熱されている。
【００３８】
かかる過熱水蒸気発生装置５０によれば、発生装置本体５１内で生成された過熱水蒸気は、蒸気供給管５２内を通って内容器本体２１内に導かれて内容器本体２１内の被加熱物Ｇに直接接触する。これによって内容器本体２１内の被加熱物Ｇには、過熱水蒸気による外部加熱処理が施されることになる。
【００３９】
そして、本実施形態においては、内容器本体２１内に被加熱物Ｇが装填された後、マイクロ波発振装置４０および過熱水蒸気発生装置５０を同時に駆動させ、これによって被加熱物Ｇに対する高周波および過熱水蒸気を同時に開始するとともに、所定の時間が経過して予め設定された加熱処理が終了したとき、マイクロ波発振装置４０および過熱水蒸気発生装置５０を同時に停止させるようにしている。
【００４０】
第１実施形態に係る加熱装置１０によって被加熱物Ｇに加熱処理を施すに際しては、まず、外容器側ドアー３２が開放され、引き続き内容器側ドアー２２が開放されて内容器本体２１内が外部に露出される。この状態で予め設定された定個数の被加熱物Ｇが内容器２０の前面開口２１１を介して内容器本体２１内へ装填される。
【００４１】
その後、内容器側ドアー２２および外容器側ドアー３２がそれぞれ順次閉止され、引き続きマイクロ波発振装置４０および過熱水蒸気発生装置５０がそれぞれ同時に駆動される。これらの駆動で、発振装置本体４１からのマイクロ波は、導波管４２を通って外容器本体３１内へ照射されるとともに、発生装置本体５１で生成された過熱水蒸気は、蒸気供給管５２内を通って外容器本体３１内を介することなく直接内容器本体２１内へ導入される。
【００４２】
そして、外容器本体３１内に照射されたマイクロ波は、金属製の壁面で乱反射しつつ指向性がない状態でセラミックス製の内容器本体２１の前後左右および上下の６面を透過して内容器本体２１内へ侵入する。これによって内容器本体２１内に装填されている被加熱物Ｇは、内容器本体２１内の６面から均等に照射されるマイクロ波を受け、マイクロ波による均一な内部加熱が施される。
【００４３】
このとき、セラミックス製の内容器本体２１自体もマイクロ波の照射を受けて発熱するため、これによっても内容器本体２１内が加熱されるため、内容器本体２１内がより高温環境になり、被加熱物Ｇに対するより良好な加熱処理が実現する。
【００４４】
一方、発生装置本体５１から蒸気供給管５２を介して内容器本体２１内へ導入された過熱水蒸気は、内容器本体２１に装填されている被加熱物Ｇの表面に均等に接触し、これによって被加熱物Ｇには、均一な外部加熱処理が施される。過熱水蒸気は、常圧における水の沸点の１００℃以上に設定されているため、被加熱物Ｇに対して迅速に外部加熱を施すことができるばかりか、被加熱物Ｇがグリル処理を必須とした食品である場合、当該食品の表面に焦げ目を付けることも可能になる。
【００４５】
そして、本実施形態においては、内容器本体２１内で余剰になった過熱水蒸気は、蒸気抜き配管２３を通して外容器本体３１の外部へ排出されるようになされているが、過熱水蒸気を外容器本体３１外へ排出することに限定されるものではなく、外容器本体３１内へ排出するようにしてもよい。
【００４６】
また、小容量の内容器本体２１内で被加熱物Ｇに対し加熱水蒸気による外部加熱が行われるため、過熱水蒸気の量を極力少なくした上で被加熱物Ｇに対し必要かつ充分な外部加熱処理を施すことができ、エネルギーコストの低減化に貢献することができる。
【００４７】
以下、図３および図４を基に、本発明の第２実施形態に係る加熱装置１０′について説明する。図３は、本発明に係る第２実施形態の加熱装置１０′を示す一部切り欠き斜視図であり、図４は、図３に示す加熱装置１０′のＩＶ−ＩＶ線断面図である。なお、図３および図４におけるＸおよびＹによる方向表示は、図１の場合と同様（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方、−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方）である。
【００４８】
図３および図４に示すように、第２実施形態に係る加熱装置１０′は、連続処理で多数の被加熱物Ｇに順次加熱処理を施すものである。かかる加熱装置１０′は、被加熱物Ｇが装填される内容器（第１加熱容器）２０′と、この内容器２０′を収容する、被加熱物Ｇの搬送方向（左右方向）に長尺の外容器（第２加熱容器）３０′と、この外容器３０′内へマイクロ波を照射するマイクロ波発振装置４０と、前記内容器２０′内へ過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気発生装置５０と、複数の被加熱物Ｇを内容器２０′および外容器３０′内へ順次送り込む搬送装置（搬送手段）６０とを備えた基本構成を有している。
【００４９】
前記内容器２０′は、第１実施形態のものと同様にセラミックスによって外観視で直方体状に形成され、外容器３０′の中央位置で台座２４上に据え付けられている。かかる内容器２０′には、上流側である右面に搬送装置６０により搬送されてきた被加熱物Ｇを受け入れるための入口開口２５が設けられているとともに、下流側である左面に被加熱物Ｇを排出するための出口開口２６が設けられている。
【００５０】
前記外容器３０′は、第１実施形態のものと同様に金属材料によって形成されている。かかる外容器３０′は、内容器２０′を内装する前後方向に長尺の直方体状を呈した外容器本体３１′と、この外容器本体３１′の上流側の端壁（右端壁）に開口された入口開口３１２および下流側の端壁（左端壁）に開口された出口開口３１３からそれぞれ外方へ向かって延設された、マイクロ波の外部への漏洩を防止する左右一対のトラップゾーン３３とを備えている。
【００５１】
本実施形態では、入口開口３１２および出口開口３１３は、いずれも矩形状に設定されているとともに、各トラップゾーン３３は、角筒状に設定されている。トラップゾーン３３は、マイクロ波が外容器本体３１′内から外部に漏洩しない長さ寸法に設定されている。かかるトラップゾーン３３は、その底板の上面が前記内容器２０′の底板の上面と同一高さレベルに設定されている。また、トラップゾーン３３を形成する角筒体の内壁面には、マイクロ波の漏洩を防止するための電磁波吸収体が取り付けられている。
【００５２】
前記マイクロ波発振装置４０は、第１実施形態と同様に、発振装置本体４１と、この発振装置本体４１および外容器本体３１′の天板間に架設された導波管４２とを備えている。因みに、第２実施形態では、外容器本体３１′が左右方向に長尺であることから、かかる外容器本体３１′内に均等にマイクロ波を行き渡らせるべく導波管４２は二股状に形成され、一方の導波管４２の先端が外容器本体３１′の天板の左半分の位置に接続されているとともに、他方の導波管４２の先端が外容器本体３１′の天板の右半分の位置に接続されている。
【００５３】
前記過熱水蒸気発生装置５０は、第１実施形態のものと全く同一構成であり、過熱水蒸気を発生させる発生装置本体５１と、この発生装置本体５１と内容器２０′との間に介設された蒸気供給管５２とを備えている。蒸気供給管５２は、外容器本体３１′の天板および内容器２０′の天板をそれぞれ貫通した状態で先端開口が内容器２０′内に臨ませられている。
【００５４】
前記搬送装置６０は、外容器本体３１′の右方の外側位置に配設された、ローラ心が前後方向に延びる駆動ローラ６１と、同左方の外側位置に前記駆動ローラ６１と対向した状態で配設された、ローラ心が前後方向に延びる従動ローラ６２と、これら駆動ローラ６１および従動ローラ６２間に掛け回された無端ベルトからなる搬送ベルト６３と、前記駆動ローラ６１をローラ心回りに駆動回転させるべく駆動力を与える駆動モータ６４とを備えている。本実施形態では、駆動モータ６４の駆動軸が同心で駆動ローラ６１のローラ軸に直接連結されている。
【００５５】
前記駆動ローラ６１および従動ローラ６２は、上端周面がいずれも内容器２０′の底板の上面およびトラップゾーン３３の底板の上面より若干上方に位置するように高さレベルが設定されている。一方、外容器本体３１′の左右の端壁にはトラップゾーン３３の底板より若干下方位置に搬送ベルト６３の幅寸法より若干大きめで、かつ、上下幅寸法が搬送ベルト６３の厚み寸法より若干大きめのベルト通し窓３４が設けられている。
【００５６】
そして、搬送ベルト６３は、上方のものが左右のトラップゾーン３３の底板上および内容器２０′の底板上を通るとともに、下方のものが左右のベルト通し窓３４，３４を通る状態で駆動ローラ６１および従動ローラ６２間に張設されている。また、外容器本体３１′内には、搬送ベルト６３の上方のものの下面に周面が当接するように複数の補助ローラ６５が設けられている。かかる補助ローラ６５により被加熱物Ｇが載置された搬送ベルト６３が下方へ撓むのが防止される。
【００５７】
そして、駆動モータ６４の駆動で駆動ローラ６１を反時計方向に向けて駆動回転させることにより、駆動ローラ６１および従動ローラ６２間に張設された搬送ベルト６３は、反時計方向に向けて周回する。
【００５８】
第２実施形態の加熱装置１０′によれば、発振装置本体４１および発生装置本体５１をそれぞれ駆動させ、これによって外容器本体３１′内に導波管４２を介してマイクロ波を照射し、かつ、内容器２０′内に蒸気供給管５２を介して過熱蒸気を供給した状態で、駆動モータ６４を駆動させることにより、搬送ベルト６３が駆動ローラ６１および従動ローラ６２間を反時計方向に向けて周回し、当該搬送ベルト６３が外容器本体３１′内および内容器２０′内を左右方向に向けて縦走することになる。
【００５９】
かかる状態で被加熱物Ｇを周回している搬送ベルト６３の右端部に順次載せていくことにより、被加熱物Ｇは、上流側のトラップゾーン３３および入口開口３１２を介して外容器本体３１′内に導入され、ここでまずマイクロ波による事前の内部加熱が施される。引き続き被加熱物Ｇは、入口開口２５を通って内容器２０′内に導入され、ここで発生装置本体５１からの過熱蒸気による外部加熱が施されるとともに、セラミックス製の内容器２０の壁を透過したマイクロ波によって内部加熱される。
【００６０】
すなわち、内容器２０′内で被加熱物Ｇに対し内部加熱および外部加熱が同時に実行されるため、それらが別々に行われる場合に比較してより効率的な加熱処理を実現することができる。
【００６１】
さらに、セラミックス製の内容器２０′自体もマイクロ波の照射で加熱されるため、これによっても内容器２０′内がより高温環境になるため、被加熱物Ｇにはその分効果的に加熱処理が施されることになる。
【００６２】
そして、出口開口２６を通って内容器２０′から排出された被加熱物Ｇは、出口開口３１３に到達するまでの間、外容器本体３１′内で事後のマイクロ波加熱が施される。そして、加熱処理が完了した被加熱物Ｇは、搬送ベルト６３の周回により出口開口３１３および下流側（左方）のトラップゾーン３３外部に排出される。
【００６３】
因みに、連続処理方式である第２実施形態の場合、外容器３０′の対向壁面間の内寸法がマイクロ波の波長の２倍以上に設定しなければならないという条件を満足した上で、外容器３０′の内壁面と搬送ベルト６３の幅方向の端縁との間の距離がマイクロ波の波長の１．５倍以上でないと、被加熱物Ｇに対し適正なマイクロ波加熱を施すことができない。
【００６４】
また、移動する被加熱物Ｇの上面と外容器３０′の天板の内面との間の距離も、マイクロ波の波長の１．５倍（略１８０ｍｍ）以上が必要である。従って、例えば搬送ベルト６３の幅寸法が６００ｍｍである場合、外容器３０′の内幅寸法は、「６００ｍｍ＋１８０ｍｍ＋１８０ｍｍ＝９６０ｍｍ」以上が必要ということになる。また、被加熱物Ｇの上下寸法が１００ｍｍであったとすると、外容器３０′の上下の内寸法は、「１００ｍｍ＋１８０ｍｍ＋１８０ｍｍ＝４６０ｍｍ」となる。
【００６５】
従って、内容器２０′を使用しないで外容器３０′内にマイクロ波を照射するとともに、過熱水蒸気を供給する内微加熱および外部加熱併用方式を採用した場合、かかる大容量の外容器３０′内に大量の過熱水蒸気を供給しなければならず、エネルギーコストが嵩むという不都合が生じるのであるが、本発明では、過熱水蒸気は内容器２０′にのみ供給されるため、大きなエネルギーの損失を防いだ状態で被加熱物Ｇに対し適正な外部加熱を施すことができる。
【００６６】
また、内容器２０′を使用しない場合には、外容器３０′に断熱処理を施す必要があり、その分装置コストが嵩むが、本発明の場合、内容器２０′がセラミックス製で断熱作用を備えているとともに、マイクロ波が照射されると自身で発熱するため、外容器３０′に断熱処理を施す必要がなく、その分装置コストの低減化に貢献する。
【００６７】
以上詳述したように、本実施形態に係る加熱装置１０，１０′は、被加熱物Ｇに加熱処理を施すべく当該被加熱物Ｇを収容する内容器２０，２０′と、この内容器２０，２０′を収容する外容器３０，３０′と、内容器２０，２０′内に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気発生装置５０と、外容器３０，３０′内にマイクロ波を照射するマイクロ波発振装置４０とが備えられ、内容器２０，２０′は、内部の加熱空間を覆う容器本体がマイクロ波を透過し得る材料によって形成されている。
【００６８】
かかる構成の加熱装置１０，１０′によれば、内容器２０，２０′に装填された被加熱物Ｇは、当該内容器２０，２０′に直接供給される過熱水蒸気と、外容器３０，３０′内に照射され、内容器２０，２０′の壁を透過して内容器２０，２０′内に照射されたマイクロ波との双方による外部加熱および内部加熱で加熱処理が施されるため、被加熱物Ｇは、その内外から加熱されることになり、結果として被加熱物Ｇに迅速かつ均一な加熱処理を施すことができる。
【００６９】
そして、過熱水蒸気は、外容器３０，３０′よりも小容量の内容器２０，２０′に供給されるため、内容器２０，２０′が採用されないで大容量の外容器３０，３０′に被加熱物Ｇが直接装填される場合に比較し、被加熱物Ｇに対し少ない量の過熱水蒸気で所期の加熱処理を施すことが可能になり、エネルギーコストの低減化に貢献することができる。
【００７０】
また、マイクロ波は、当該マイクロ波が照射される室内の対向壁面間の距離が、マイクロ波の波長の２倍以上に設定されていないと、室内で充分に拡散し得なくなるという性質を有しているため、マイクロ波が狭隘な内容器２０，２０′内に直接照射されると、被加熱物Ｇに対して均一な加熱処理を施し得なくなるという不都合の生じる虞があるが、本実施形態の加熱装置１０，１０′においては、適正な大容量に設定し得る外容器３０，３０′にマイクロ波が照射されるため、当該外容器３０，３０′内での乱反射によって内容器２０，２０′内の被加熱物Ｇに対しマイクロ波による均一な内部加熱を施すことができる。
【００７１】
すなわち、被加熱物Ｇが装填された小容量の内容器２０，２０′内に過熱水蒸気を供給するとともに、当該内容器２０，２０′が収容される外容器３０，３０′内へマイクロ波を照射することにより、過熱水蒸気およびマイクロ波の各特性を有効に利用して被加熱物Ｇに対しより効果的な加熱処理を施すことができるのである。
【００７２】
また、上記の実施形態においては、マイクロ波を透過し得る材料としてセラミックスが採用されているため、セラミックスは、マイクロ波を透過させることができるとともに、セラミックス自体もマイクロ波の照射で発熱する。従って、このセラミックの発熱をも被加熱物Ｇの加熱処理に利用することができるため、被加熱物Ｇに対するより効果的な加熱処理が実現する。
【００７３】
そして、第１実施形態に係る加熱装置１０は、バッチ式のものであるため、被加熱物Ｇが多品種少量生産の対象物である場合に好適に適用することができる。
【００７４】
これに対し第２実施形態の加熱装置１０′は連続式のものであり、被加熱物Ｇを直列状態で順次搬送する搬送装置６０が設けられ、この搬送装置６０は、外容器３０′および内容器２０′の双方を貫通するように配設されているため、多くの被加熱物Ｇを搬送手段によって直列状態で順次搬送しながら、外容器３０および内容器２０′の双方を潜らせることにより、各被加熱物Ｇに対し連続的に加熱処理を施すことができる。
【００７５】
かかる加熱装置１０′は、被加熱物Ｇが多数の同一品種のものであり、これらに対して加熱処理を施す、いわゆる大量生産を行う場合に好適に適用することができる。
【００７６】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００７７】
（１）上記の第１実施形態においては、内容器２０内への過熱水蒸気の供給と、外容器３０内へのマイクロ波の照射とが同時に行われ、かつ、これら過熱水蒸気およびマイクロ波の供給停止も同時に行われるようにしているが、被加熱物Ｇの種類や、加熱処理の目的等に応じて、過熱水蒸気およびマイクロ波の供給タイミングおよび停止タイミングを異ならせたり、いずれか一方または双方の供給を間欠的に行う等の方策を講じてもよい。
【００７８】
（２）上記の第１および第２実施形態においては、外容器本体３１，３１′内の適所にスターラファンを設けてもよい。スターラファンを設けることにより、外容器本体３１，３１′内に照射されたマイクロ波は、回転している当該スターラファンで反射し、外容器３０′内で均一に拡散する。
【００７９】
（３）上記の第２実施形態においては、被加熱物Ｇを外容器３０′を介して内容器２０′内へ送り込む搬送手段としてベルトコンベヤ方式の搬送装置６０が採用されているが、本発明は、搬送手段がベルトコンベヤ方式のものであることに限定されるものではなく、チェーンコンベヤ方式のものであってもよいし、被加熱物Ｇを自走台車に乗せて加熱装置１０′内へ送り込む自走台車方式のものであってもよい。
【００８０】
（４）上記の第２実施形態においては、駆動モータ６４の駆動力が変速機を介することなく駆動ローラ６１に直接伝達されるようになされているが、こうする代わりに、駆動モータ６４の駆動力を変速機を介して駆動ローラ６１へ伝達するようにしてもよい。
【００８１】
（５）上記の第２実施形態においては、外容器本体３１′が被加熱物Ｇの搬送方向に長尺に設定され、内容器２０′の上流側で被加熱物Ｇに対し事前のマイクロ波加熱が施されるとともに、内容器２０′の下流側で被加熱物Ｇに対し事後のマイクロ波加熱が施されるようになされているが、こうする代わりに外容器本体３１′を内容器２０′より僅かに長めに設定し、実質的に事前加熱および事後加熱を行わないようにしてもよい。
【００８２】
上記の実施形態においては、内容器２０′に第１実施形態の蒸気抜き配管２３に対応する蒸気抜き配管が設けられていないが、内容器２０′にも蒸気抜き配管を設けてもよい。こうすることで、内容器２０′内の過熱水蒸気が外容器３０′内へ移行するのを可能な限り防止することができる。
【００８３】
（６）図５は、第２実施形態の加熱装置１０′の変形形態を示す説明図であり、図５（Ａ）は、内容器２０′が外容器３０′内の上流側（右方側）に配設された例、図５（Ｂ）は、内容器２０′が外容器３０′内の下流側（左方側）に配設された例、図５（Ｃ）は、内容器２０′が外容器３０′内の上流側および下流側の双方に配設された例をそれぞれ示している。なお、図５におけるＸによる方向表示は、図１の場合と同様（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方）である。
【００８４】
内容器２０′が外容器３０′の中央部に配設される例については、図３および図４に示したが、被加熱物Ｇの種類や加熱目的に応じて、内容器２０′の配設位置が外容器３０′内の上流側（図５の（Ａ））であるか、下流側（図５（Ｂ））であるか、中央部（図３、図４）であるか、あるいは上流側および下流側の双方（図５（Ｃ））であるかが決められる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る加熱装置の第１実施形態を示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】図１に示す加熱装置のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明に係る加熱装置の第２実施形態を示す一部切り欠き斜視図である。
【図４】図３に示す加熱装置のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】第２実施形態の加熱装置の変形形態を示す説明図であり、（Ａ）は、内容器が外容器内の上流側に配設された例、（Ｂ）は、内容器が外容器内の下流側に配設された例、（Ｃ）は、内容器が外容器内の上流側および下流側の双方に配設された例をそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００８６】
１０，１０′  加熱装置        ２０，２０′  内容器（第１加熱容器）
２１  内容器本体              ２１１  前面開口
２２  内容器側ドアー          ２３  蒸気抜き配管
２４  台座                    ２４１  脚部
２４２  梁材                  ２５  入口開口
２６  出口開口                ３０，３０′  外容器（第２加熱容器）
３１，３１′  外容器本体      ３１１  挿脱開口
３１２  入口開口              ３１３  出口開口
３２  外容器側ドアー          ３３  トラップゾーン
３４  ベルト通し窓            ４０  マイクロ波発振装置
４１  発振装置本体            ４２  導波管
５０  過熱水蒸気発生装置      ５１  発生装置本体
５２  蒸気供給管              ６０  搬送装置
６１  駆動ローラ              ６２  従動ローラ
６３  搬送ベルト              ６４  駆動モータ
６５  補助ローラ              Ｇ  被加熱物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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