(57)【要約】  【課題】過熱蒸気を熱媒体として、小型で高効率の加熱装置を提供する。  【解決手段】中空構造の発熱体で内部を流れる飽和蒸気を過熱して過熱蒸気にする過熱手段１０４と、中空構造で内部に冷媒を流して冷却する冷却手段１０７と、過熱手段１０４から供給される過熱蒸気を庫内に導入して被加熱物１０２を加熱し、または冷却手段１０７により被加熱物１０２を冷却する処理庫１０１とから構成され、過熱手段１０４と冷却手段１０７を処理庫１０１の壁面内に配置し、過熱蒸気の発生と被加熱物を加熱処理する処理庫を一体とすることにより装置を小型化できる。また、冷却手段により加熱終了後に高温になった処理庫を強制的に短時間で冷却するので、処理時間が短縮でき、処理庫容量を小さくしても処理能力を保持でき、さらに小型化が可能である。さらに、冷却の際の回収熱を給湯器などの熱回収器を使用して有効利用でき、エネルギー効率を向上できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空構造の発熱体で内部を流れる飽和蒸気を過熱して過熱蒸気にする過熱手段と、中空構造で内部に冷媒を流して冷却する冷却手段と、前記過熱手段から供給される過熱蒸気を庫内に導入して被加熱物を加熱し、または前記冷却手段により前記被加熱物を冷却する処理庫とから構成され、前記過熱手段と前記冷却手段を前記処理庫の壁面内に配置した加熱装置。
【請求項２】
前記過熱手段と前記冷却手段を、処理庫側壁面内にらせん状に周回して配置した請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
前記過熱手段と前記冷却手段を、同じ中心軸に対して同じ周回半径とし、さらに鉛直方向に交互に周回する構成とした請求項２記載の加熱装置。
【請求項４】
前記過熱手段は、電気的に絶縁された金属体からなり、前記過熱手段に電流を流して発生するジュール熱で昇温する請求項１から３のいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記処理庫の壁面内部に、非導電性断熱材を充填した請求項１から４のいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記冷却手段は、冷媒の気化熱により冷却する構成とした請求項１から５のいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項７】
前記冷却手段は、水の気化熱により冷却する構成とした請求項１から５のいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項８】
前記処理庫は、蓋部と収納部とから構成され、前記蓋部と前記収納部の接合面近傍を冷却する冷却器を備えた構成とする請求項１から７のいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項９】
前記冷却器は、内部を流れる冷媒の気化熱により冷却する構成とした請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記冷却器は、内部を流れる水の気化熱により冷却する構成とした請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記冷却器と過熱手段とが配管接続され、前記配管に加熱ヒーターを備えた請求項１０に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱水蒸気を用いた加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水蒸気は加熱源として多くの産業分野で利用されてきた。その発生方法は、加圧雰囲気で水を加熱して蒸発させるボイラーが一般的であった。
【０００３】
しかしながら、ボイラーを使用する場合、装置が大型になり、さらに取り扱うためには資格が必要な場合もあった。
【０００４】
また、ボイラーは通常高圧で使用されるため、容器およびその他配管等について耐圧設計が必要となり、装置は高額であった。
【０００５】
このような理由から、近年常圧で１００℃以上の水蒸気である過熱水蒸気が注目されている。しかし、過熱水蒸気を発生させるには、水の蒸発潜熱（２２５６ｋＪ／ｋｇ）を与える必要があり、大型のボイラーを使用せずに小型で高効率な蒸気発生装置の開発が課題となっている。
【０００６】
従来の技術としては、電磁誘導を利用した小型で高効率な過熱蒸気発生装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図３は、上記特許文献１に記載された従来の過熱水蒸気発生装置の構成図である。図４は、同特許文献１に記載された従来の過熱水蒸気を利用した炭化炉の構成図である。
【０００８】
図３に示すように、従来の過熱蒸気発生装置１は、内側容器となる蒸気発生容器２と、外側容器となる蒸気過熱容器３の２重構造となっている。前記蒸気発生容器２と蒸気過熱容器３は共に金属製であり、上端部は連通して蒸気の通ることができる連通部４が形成されている。
【０００９】
前記外側の蒸気過熱容器３の周囲には断熱材５が配されており、外周部には断熱材５の外側に電磁誘導用コイル６が巻かれている。また、前記内側の蒸気発生容器２の底部には、水または蒸気を供給する給水口７が設けられている。
【００１０】
前記蒸気発生容器２と蒸気過熱容器３との間に設けられている隔壁は、内壁８と外壁９との２重構造になっており、その内壁８と外壁９の間に形成された空間１０により両者間の熱伝達を抑制している。また、前記蒸気過熱容器３の内周と蒸気発生容器２の外周との間には金属製で螺旋状の仕切板１１が設けられている。この蒸気発生容器２の外周部と、蒸気過熱容器３の外周部と螺旋状の仕切板１１により螺旋状の流路１２が形成され、さらに、この流路１２は、蒸気過熱容器３の下部に設けられた過熱蒸気取出口１３につながっている。
【００１１】
図４に示すように、加熱容器１４は、金属容器からなる中空のタンクになっており、内部に加熱対象物を収納することができる。蓋体１５は、その開放によって加熱対象物の加熱容器内への出し入れを可能とする。過熱蒸気供給口１６は加熱容器１４の一方の端部に設けられている。他方の端部には蒸気を排出するための排気管１７が設けられている。
【００１２】
前記加熱容器１４の外周には、絶縁のための間隔をあけて電磁誘導コイル１８が配されている。加熱コイルとして水冷銅パイプをソレノイド状に巻いたものを用い、また、電磁誘導コイル１８と加熱容器１４の外周との間の隙間には断熱材としてのセラミックファイバー１９を巻き付けている。
【００１３】
電磁誘導コイル１８に電流を流すと、電磁誘導加熱により前記加熱容器１４の側周部を最高８００℃程度まで加熱することができるが、通常は過熱蒸気と同等の温度となるように設定されている。これにより、加熱容器１４は全体にむらなく加熱されることとなり、加熱容器１４に流入した過熱蒸気は、温度を周囲に奪われることなく、効率的に加熱対象物に熱エネルギーを与えることができる。
【００１４】
加熱対象物を均等に加熱するため、加熱容器１４内には加熱対象物を攪拌する攪拌翼２０が設けられており、加熱容器１４を載置する架台２１に取り付けたモータ２２により回転させるようになっている。
【００１５】
以上のように構成された過熱蒸気発生装置について、以下その動作について説明する。
【００１６】
まず、給水口７に水を供給する。通常は常温の水でよいが、蒸気の発生を素早く行うためには高温水を供給しても良い。また、蒸気を供給する場合は１００℃の飽和水蒸気でよい。
【００１７】
次に電磁誘導コイル６に高周波電流を供給すると、電磁誘導により蒸気発生容器２の底部の温度が上昇し、蒸気発生容器２に導入された水が加熱されて蒸気が発生し、連通部４を通って流路１２に流入する。このとき、流路１２を構成している蒸気過熱容器３と蒸気発生容器２と仕切板１１も電磁誘導により加熱されており、通過する蒸気を加熱する。これにより蒸気が過熱蒸気になる。また、流路１２は螺旋状であるので、蒸気と流路１２の接触面積が大きく、接触時間も長くなる。
【００１８】
また、蒸気発生容器２と蒸気過熱容器３との間に温度差があり、熱の移動が懸念されるが、内壁８と外壁９との間には空間１０があるので熱の移動は抑制されている。それでも空間１０を通過して移動する熱は、前記蒸気発生容器２内の水を加熱するので無駄がない。つまり、両者を別々に設けて接続する場合に比べて熱のロスが少なく、効率的に過熱蒸気をつくることができる。しかも、断熱材５を別々に配することもないので過熱蒸気発生装置１を小型化できる。
【００１９】
このようにして得られる過熱蒸気は、螺旋状の流路１２を下方へ流れ、過熱蒸気取出口１３から放出される。
【００２０】
過熱蒸気発生装置１で発生した過熱蒸気は、加熱容器１４に導入され、加熱対象物を加熱する。
【特許文献１】特開２００２−２２１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、上記従来の構成は、過熱蒸気発生装置１で発生した過熱水蒸気を熱媒体とし、別体の炭化炉や蒸し器に供給して加熱対象物を加熱するので、加熱装置全体が大型になる。さらに、過熱蒸気発生装置１等は、筐体からの放熱を抑制するために断熱材を使用している。加熱と冷却を繰り返す回分式運転の場合には、冷却に長時間を要し、時間当たりの処理量が減少し装置がさらに大型化する。さらに、冷却は大気への放熱により行うため、エネルギー効率が低下するという課題を有していた。
【００２２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、小型で効率の良い加熱装置を提供することを目的とする。
【００２３】
また、上記従来の構成は、加熱容器１４と蓋体１５の接合面が高温となるため、加熱容器１４と蓋体１５が金属製の場合には、熱変形により気密性を保つことが困難となる。また、熱変形が微少な場合でも気密性を保つためには、高価な耐熱性シール材を使用する必要があるという課題を有していた。
【００２４】
かかる点から本発明は、接合面温度を低温化して熱変形を抑制し、さらに汎用のシール材を使用して気密性を保つことをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記従来の課題を解決するために、本発明の加熱装置は、中空構造の発熱体で内部を流れる飽和蒸気を過熱して過熱蒸気にする過熱手段と、中空構造で内部に冷媒を流して冷却する冷却手段と、過熱手段から供給される過熱蒸気を庫内に導入して被加熱物を加熱し、または冷却手段により被加熱物を冷却する処理庫とから構成され、過熱手段と冷却手段を処理庫の壁面内に配置したものである。
【００２６】
これによって、過熱蒸気の発生と被加熱物の加熱処理を一体の筐体内で行うので装置を小型化できる。さらに、加熱終了後には処理庫を強制的に冷却できるので冷却時間を短縮することが可能で、処理量が同じでも処理回数を多くでき、処理庫容量を小型化できる。また、冷却の際に処理庫から冷媒に移動した熱は、熱回収器等により有効利用することで、エネルギー効率を向上することができる。
【００２７】
また、本発明の加熱装置は、処理庫は蓋部と収納部とから構成され、蓋部と収納部の接合面近傍を冷却する冷却器を備えている。
【００２８】
これによって、接合面を強制的に冷却することから、熱変形を抑制し、さらに安価な汎用シール材を使用しても、気密性を保持できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の加熱装置は、装置全体を小型化し、さらにエネルギー効率を向上することができる。
【００３０】
また、本発明の加熱装置は、処理庫の蓋部と収納部の接合部分の熱変形を抑制することができることに加えて、安価な汎用シール材を使用しても気密性を保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
請求項１に記載の発明は、中空構造の発熱体で内部を流れる飽和蒸気を過熱して過熱蒸気にする過熱手段と、中空構造で内部に冷媒を流して冷却する冷却手段と、前記過熱手段から供給される過熱蒸気を庫内に導入して被加熱物を加熱し、または前記冷却手段により前記被加熱物を冷却する処理庫とから構成され、前記過熱手段と前記冷却手段を前記処理庫の壁面内に配置したものである。
【００３２】
かかる構成とすることにより、過熱蒸気の発生とその過熱蒸気を熱媒体として被加熱物を加熱処理する処理庫を一体とすることができ、装置全体を小型化できる。また、処理庫壁面内に備えた冷却手段により、加熱終了後に高温になった処理庫を強制的に短時間で冷却するので、回分式加熱処理において１サイクルあたりに要する処理時間が短縮でき、その結果、処理庫容量を小さくしても処理能力を保持でき、装置全体の小型化が可能である。さらに、冷却の際に処理庫から冷媒に移動した熱を給湯器などの熱回収器を使用して有効利用でき、エネルギー効率を向上できる。
【００３３】
請求項２に記載の発明は、前記過熱手段と前記冷却手段を、処理庫側壁面内にらせん状に周回して配置したものである。
【００３４】
かかる構成により、前記過熱手段と飽和蒸気の熱交換時間を長くとることができ、同時に過熱手段と処理庫内部と熱交換面積を大きくすることができる。その結果、過熱手段から外部に移動する熱を処理庫壁面の伝熱により処理庫内部に効率的に移動させることができる。また、処理庫内と冷却手段との熱交換面積も大きくすることができ、加熱終了後に処理庫内部の熱を、冷却手段内を流れる冷媒に効率的に移動させることができる。このことにより、さらに装置の小型化と処理時間の短縮ができる。また、回収したエネルギーを給湯など有効利用することにより、エネルギー効率を向上できる。
【００３５】
請求項３に記載の発明は、前記過熱手段と前記冷却手段を、同じ中心軸に対して同じ周回半径とし、さらに鉛直方向に交互に周回する構成としたものである。
【００３６】
この構成によって、前記処理庫内を加熱または冷却するときの鉛直方向の温度分布を軽減でき、過熱手段から処理庫内、および処理庫内から冷却手段への熱移動が効率的に行え、加熱時間及び冷却時間をさらに短縮し、さらに装置の小型化およびエネルギー効率の向上ができる。
【００３７】
請求項４に記載の発明は、前記過熱手段を、電気的に絶縁された金属体からなり、前記過熱手段に電流を流して発生するジュール熱で昇温する構成としたものである。
【００３８】
かかる構成とすることにより、構造が簡単で過熱手段をさらに小型化でき、装置全体もさらに小型化し、エネルギー効率の向上がはかれる。
【００３９】
請求項５に記載の発明は、前記処理庫の壁面内部に、非導電性断熱材を充填したものである。
【００４０】
この構成により、処理庫内部からの放熱を低減できる。その結果、処理庫加熱時間を短縮して一回あたりの処理時間を短縮することができ、同量の被加熱物を処理する場合、装置全体をさらに小型化し、エネルギー効率の向上がはかれる。
【００４１】
請求項６に記載の発明は、前記冷却手段を、冷媒の気化熱により冷却する構成としたものである。
【００４２】
かかる構成により、気化熱は潜熱変化であり短時間に大きな熱量を吸収できる。そのため、処理庫の冷却時間を短縮して処理時間も短縮することが可能となり、その結果、装置を小型化し、エネルギー効率のさらなる向上が可能となる。
【００４３】
請求項７に記載の発明は、前記冷却手段を、水の気化熱により冷却する構成としたものである。
【００４４】
この構成により、水の気化熱は非常に大きく、処理庫の冷却時間を短縮して処理時間もさらに短縮することが可能となり、さらに装置を小型化し、エネルギー効率を一層向上することができる。
【００４５】
請求項８に記載の発明は、前記処理庫を、蓋部と収納部とから構成し、前記蓋部と前記収納部の接合面近傍を冷却する冷却器を備えたものである。
【００４６】
かかる構成により、被加熱物の加熱処理中に処理庫内温度が上昇するときでも、蓋部と収納部の接合面近傍を冷却するので、熱変形を低減し気密性を確保できる。また、汎用のシール材を使用することもできる。
【００４７】
請求項９に記載の発明は、前記冷却器を、内部を流れる冷媒の気化熱により冷却する構成としたものである。
【００４８】
かかる構成としたことにより、気化熱は潜熱のため熱量が大きく、冷却能力も大きくなるため、小型な冷却器でも蓋部と収納部の接合面を十分に冷却し、熱変形を低減して気密性を確保するとともに、汎用のシール材を使用することもできる。
【００４９】
請求項１０に記載の発明は、前記冷却器を、内部を流れる水の気化熱により冷却する構成としたものである。
【００５０】
したがって、水の気化熱は非常に大きく、冷却能力もさらに大きくなるため、さらに小型な冷却器でも蓋部と収納部の接合面を十分に冷却し、熱変形を低減して気密性を確保するとともに、汎用のシール材を使用することもできる。
【００５１】
請求項１１に記載の発明は、前記冷却器と過熱手段とを配管接続し、前記配管に加熱ヒーターを備えたものである。
【００５２】
かかる構成とすることにより、冷却器内を流動する水が処理庫を冷却する際に奪った熱により気化して蒸気となり、この蒸気を過熱手段に供給するため、外部への放熱量を低減し、エネルギー効率を向上し、さらに蓋部と収納部の接合面の熱変形を低減して気密性を確保するとともに、汎用のシール材を使用することもできる。
【００５３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００５４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における加熱装置の平面断面図である。
【００５５】
図１において、処理庫１０１は、被加熱物１０２を過熱蒸気により加熱処理する筺体である。前記被加熱物１０２の加熱中には、処理庫１０１内部温度は非常に高温となり、さらに水蒸気や腐食性ガスが発生することもあるので、耐熱性と耐食性を有する材料を使用することが好ましく、例えば、ステンレス３１６、インコネル、ハステロイなどを使用すると良い。前記被加熱物１０２は、本実施の形態においては、食品、木材、生ごみ、汚泥あるいは石炭など有機化合物を想定しており、処理庫１０１温度を可変することで、乾燥、焼成、熱分解、炭化、ガス化などの熱化学変化を生じさせる。
【００５６】
整流板１０３は、前記処理庫１０１底部から供給される過熱蒸気の流れを均一にするとともに、被加熱物１０２を戴置するために設けているものであり、アルミナ製多孔板やパンチングメタル及び金属メッシュなどを使用すればよい。
【００５７】
過熱手段１０４は、前記処理庫１０１壁面内に設置されており、螺線状に形成されたステンレス製パイプの両端にセラミック製の絶縁フランジ１０５を設け、電気的に絶縁されている。この過熱手段１０４は、電源１０６と接続することにより、電流が流れて発熱するジュール加熱式ヒーターである。そして、この過熱手段１０４内は飽和蒸気が流通し、該過熱手段１０４で発生した熱により過熱される。
【００５８】
冷却手段１０７は、前記処理庫１０１壁面内に設置されており、前記過熱手段１０４と同様に螺線状に形成されたステンレス製パイプである。この冷却手段１０７内部に冷媒を流すことにより、高温に加熱された処理庫１０１及び被加熱物１０２を冷却する。例えば、冷媒として気化熱（蒸発潜熱）の大きな水を使用すると、冷却能力を向上できる。
【００５９】
前記過熱手段１０４と冷却手段１０７は、同じ中心軸に対して、同じ周回半径で螺線状に巻回され、さらに鉛直方向に対して、交互になるように処理庫１０１壁面内に設置されている。
【００６０】
また、前記処理庫１０１壁面には、その処理庫１０１内部からの放熱を軽減する目的で、絶縁性断熱材１０８が充填されている。この断熱材１０８は、シリカ系微粉末を使用すると耐熱性もあり、断熱性能も高くなる。
【００６１】
排気口１０９は、前記処理庫１０１内部で発生するガスや余分な蒸気を排気するために、処理庫１０１上部に設けられている。
【００６２】
以上のように構成された加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００６３】
まず、処理庫１０１内部に被加熱物１０２を収納する。次に電源１０６をＯＮにすると過熱手段１０４に通電され、ジュール熱により発熱する。管状の過熱手段１０４内部に蒸気を供給すると、通過中に高温の過熱手段１０４によって過熱蒸気となり、処理庫１０１内部に供給される。なお、過熱手段１０４の発熱量に十分余裕がある場合には、水を供給しても構わない。
【００６４】
前記処理庫１０１内部に供給された過熱蒸気は、整流板１０３により均一な流れとなった後、被加熱物１０２に熱を与えて加熱する。前記被加熱物１０２の加熱目的としては、乾燥、焼成、熱分解、炭化、ガス化などがあるが、これは過熱蒸気の温度を調整することで目的に応じた加熱が可能である。
【００６５】
前記被加熱物１０２の加熱中には、水蒸気、有機ガス、水素、二酸化炭素などのガスが発生する。これらのガスは排気口１０９を通過して、処理庫１０１外へ排出される。
【００６６】
加熱終了後、前記冷却手段１０７に冷媒（水）を流通させることにより、処理庫１０１内を冷却する。
【００６７】
以上のように、本実施の形態においては、中空構造の発熱体で内部を流れる飽和蒸気を過熱して過熱蒸気にする過熱手段１０４と、中空構造で内部に冷媒を流して冷却する冷却手段１０７と、前記過熱手段１０４から供給される過熱蒸気を庫内に導入して前記被加熱物１０２を加熱し、または前記冷却手段１０７により前記被加熱物１０２を冷却する処理庫１０１とから構成され、前記過熱手段１０４と冷却手段１０７を、前記処理庫１０１の壁面内に配置したものである。
【００６８】
このことにより、過熱蒸気の発生とその過熱蒸気を熱媒体として被加熱物１０２を加熱処理する処理庫１０１を一体とすることにより、装置全体を小型化できる。また、前記処理庫１０１の壁面内に備えた冷却手段１０７により、加熱終了後に高温になった処理庫１０１を強制的に短時間で冷却するので、回分式加熱処理において１サイクルあたりに要する処理時間が短縮できるために、処理庫容量を小さくしても処理能力を保持でき、装置全体の小型化が可能となる。さらに、冷却の際に処理庫１０１から冷媒に移動した熱を給湯器などの熱回収器（図示せず）を使用して有効利用でき、エネルギー効率を向上できる。
【００６９】
また、前記過熱手段１０４と前記冷却手段１０７は、前記処理庫１０１側壁面内に螺線状に周回して配置するものであり、その結果、過熱手段１０４と飽和蒸気の熱交換時間を長くとることができ、同時に過熱手段１０４と処理庫１０１内部と熱交換面積を大きくすることができる。したがって、前記過熱手段１０４から外部に移動する熱を処理庫１０１壁面の伝熱により処理庫１０１内部に効率的に移動させることができる。
【００７０】
また、前記処理庫１０１内と冷却手段１０７との熱交換面積も大きくすることができ、加熱終了後に前記処理庫１０１内部の熱を、前記冷却手段１０７内を流れる冷媒に効率的に移動させることができる。このことにより、さらに装置の小型化と処理時間の短縮ができる。また、エネルギー効率を向上できる。
【００７１】
また、前記過熱手段１０４と冷却手段１０７は同じ中心軸に対して同じ周回半径であり、鉛直方向に交互に周回して配置しているため、前記処理庫１０１内を加熱または冷却するときの鉛直方向の温度分布が軽減でき、前記過熱手段１０４から処理庫１０１内および処理庫１０１内から冷却手段１０７への熱移動が効率的に行え、一層装置の小型化およびエネルギー効率の向上が可能となる。
【００７２】
さらに、前記過熱手段１０４は、電気的に絶縁された金属体であり、過熱手段１０４に電流を流して発生するジュール熱で昇温するため、構造が簡単で過熱手段１０４をさらに小型化でき、装置全体もさらに小型化し、エネルギー効率を向上できる。
【００７３】
また、前記処理庫１０１壁面内部には、非導電性断熱材１０８が充填されているため、前記処理庫１０１の内部からの放熱を低減している。このことにより、処理庫１０１の加熱時間を短縮して一回あたりの処理時間を短縮することができるので、同量の被加熱物１０２を処理する場合、装置全体を小型化し、エネルギー効率を向上できる。
【００７４】
さらに、冷却手段１０７は、冷媒の気化熱により冷却するものであり、気化熱は潜熱変化によって短時間に大きな熱量を吸収できる。そのため、前記処理庫１０１の冷却時間を短縮して処理時間も短縮することができ、これらのことから装置をより小型化し、エネルギー効率を向上できる。
【００７５】
また、前記冷却手段１０７は、水の気化熱により冷却するものであり、水の気化熱は非常に大きく、処理庫１０１の冷却時間を短縮して処理時間もさらに短縮することができる。このことは、より一層の装置の小型化および、エネルギー効率の向上に寄与する。
【００７６】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における加熱装置の平面断面図である。なお、実施の形態１と同様のものは、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
図２において、処理庫１１１は、上部の蓋部１１２と下部の収納部１１３とから構成されている。
【００７８】
冷却器１１４は、前記蓋部１１２と前記収納部１１３の接合面を、冷却水を用いて約６００℃以下に冷却する。
【００７９】
シール材１１５は、前記蓋部１１２と前記収納部１１３の接合面の間に備えられ、高温用としてはセラミック系材料を使用し、２００℃以下程度では汎用されているシリコン、樹脂系を使用できる。
【００８０】
配管１１６は、前記冷却器１１４に冷却水を導入するものであり、ステンレスパイプを使用する。
【００８１】
配管１１７は、前記冷却器１１４と前記過熱手段１０４を接続するものであり、前記冷却器１１４で前記蓋部１１２または前記収納部１１３からの熱を受けて加熱された熱水または蒸気を過熱手段１０４に導入する。
【００８２】
加熱ヒーター１１８は、前記配管１１７上に配置され、該配管１１７内を通過する熱水または蒸気を加熱して凝縮を防止する。
【００８３】
以上のように構成された加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００８４】
処理庫１１１内に過熱蒸気を導入して被加熱物１０２を加熱したとき、蓋部１１２と収納部１１３の接合面は高温となる。このとき、配管１１６から冷却水を冷却器１１４に導入することにより、接合面は冷却される。前記冷却器１１４内を流れる冷却水は加熱されて、配管１１７を通り、そして過熱手段１０４に導入される。このとき、加熱ヒーター１１８により、配管１１７で冷却水が凝縮するのを防止する。
【００８５】
以上のように、本実施の形態においては、処理庫１１１は、蓋部１１２と収納部１１３とから構成され、前記蓋部１１２と収納部１１３の接合面近傍を冷却する冷却器１１４を備えているものであり、被加熱物１０２の加熱処理中に処理庫１１１内温度が上昇するときでも、前記蓋部１１２と前記収納部１１３の接合面近傍を冷却する。したがって、熱変形を低減し、気密性を確保することができる。また、汎用のシール材１１５を使用することもできる。
【００８６】
また、前記冷却器１１４は、内部を流れる冷媒の気化熱により冷却するものであり、該気化熱は、潜熱のため熱量が大きく、冷却能力も大きくなる。その結果、小型の冷却器１１４でも、前記蓋部１１２と前記収納部１１３の接合面を十分に冷却し、熱変形を低減して気密性を確保するとともに、汎用のシール材１１５を使用することもできる。
【００８７】
また、前記冷却器１１４は、内部を流れる水の気化熱により冷却するものであり、該水の気化熱は非常に大きく、冷却能力もさらに大きくなる。その結果、さらに小型とした冷却器１１４でも、前記蓋部１１２と前記収納部１１３の接合面を十分に冷却し、熱変形を低減して気密性を確保するとともに、汎用のシール材１１５を使用することもできる。
【００８８】
また、前記冷却器１１４と前記過熱手段１０４とは、配管１１７接続され、該配管１１７に加熱ヒーター１１８を備えたものであり、その構成によって前記冷却器１１４内を流動する水が処理庫１１１を冷却する際に奪った熱により気化して蒸気となる。この蒸気を前記過熱手段１０４に供給することにより、外部への放熱量を低減し、エネルギー効率を向上することができる。さらに、前記蓋部１１２と前記収納部１１３の接合面を十分に冷却し、熱変形を低減して気密性を確保するとともに、汎用のシール材１１５を使用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明にかかる加熱装置は、過熱蒸気を熱媒体とした加熱装置を小型化し、さらにエネルギー効率を向上することが可能となるので、過熱蒸気の加熱特性（遠赤外線効果、無酸素雰囲気での加熱）を利用して、食品の加熱調理、穀類の乾燥、バイオマス、石炭、その他有機化合物の炭化やガス化などの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施の形態１における加熱装置の平面断面図
【図２】本発明の実施の形態２における加熱装置の平面断面図
【図３】従来例を示す過熱水蒸気発生装置の構成図
【図４】従来例における過熱水蒸気を利用した炭化炉の構成図
【符号の説明】
【００９１】
１０１  処理庫
１０２  被加熱物
１０４  過熱手段
１０７  冷却手段
１０８  断熱材（絶縁性）
１１１  処理庫
１１２  蓋部
１１３  収納部
１１４  冷却器
１１７  配管
１１８  加熱ヒーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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