JP2014012099A - 連続式加熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非密閉状の加熱処理室を使用しつつも、加熱処理室内の加熱処理雰囲気を維持することができ、かつコンパクト化及び低価格化の要請に対応し得る連続式加熱処理装置を提供する。
【解決手段】加熱処理室１を仕切り部によって下側空間２７と上側空間２８に二分するとともに、吸い込み口３０を介して連通しており、下側空間２７は加熱媒体によって処理対象物を加熱処理しつつ搬送する空間で、上側空間２８は下側空間２７の加熱媒体を吸い上げて再加熱したのち、下側空間２７へと送り出す加熱空間で、加熱媒体噴射ノズル１７を、下側空間２７の少なくとも入口２と出口３にてその噴射口１７ａ，１７ａが対向するように配設し、上側空間２８によって再加熱されて体積膨張した再加熱媒体が、加熱媒体噴射ノズル１７の噴射口１７ａから噴射される加熱媒体とともに、加熱処理室１の内方へと噴射される。
【選択図】図３

Description

本発明は、処理対象物を連続して加熱処理可能な加熱処理装置に関し、詳しくは、この種の連続加熱処理装置において、加熱処理室内の加熱処理雰囲気を維持することの可能な連続式加熱処理装置に関する。

従来から食材や食品などを加熱加工処理（調理・殺菌など）するため、加熱媒体として水蒸気を用いていたものが広く知られている。特に、過熱水蒸気などの加熱媒体を用いて加熱加工処理することが昨今注目されている。
過熱水蒸気は、飽和水蒸気を更に加熱することにより、ある圧力において飽和温度以上の蒸気温度を持って発生する。過熱水蒸気は外気に触れて温度が下がっても、過熱状態を保っていれば凝縮せず、同じ圧力の飽和水蒸気よりも大きな熱量を保有している。例えば、食材の加熱において、食材の低温時には初期凝縮が発生して、飽和水蒸気同様に潜熱による凝縮伝熱が起こるが、食材の品温上昇に伴い、凝縮現象は消えて食材中水分の蒸発が始まる。この結果、食材内部への凝縮水流入が無く、味の変化や成分溶出の少ない加熱処理方法として過熱水蒸気が用いられている。

また、食材や食品などを加熱処理する場合、その生産性を向上させるため、無端状に連続したコンベア等を使用して所定の長さ・形状の加熱処理室内で連続処理するのが一般的である。そこで、例えば、上述のように過熱水蒸気などの加熱媒体を用いて連続処理する装置として、特許文献１などが知られている。

ここで、特許文献１を含め、過熱水蒸気などの加熱媒体を用いて加熱処理する連続式の加熱処理装置について簡単に説明すると、入口側と出口側にそれぞれ処理対象物が通過可能な開口を備えた加熱処理室と、この入口側の開口と出口側の開口にわたって加熱処理室内に連続して処理対象物を搬送する無端状のコンベアと、この加熱処理室内に加熱媒体（過熱水蒸気）を噴射する加熱媒体生成噴射装置とを備えて構成されている。
この種の装置によれば、加熱処理室内にコンベアによって搬送されてきた処理対象物に加熱媒体（過熱水蒸気）を噴射することによって加熱処理していたものである。また、連続して噴射される加熱媒体（過熱水蒸気）によって加熱処理室内を所定の加熱処理雰囲気（過熱水蒸気雰囲気）に維持させようとしているものである。

しかし、コンベア等を使用して連続処理する場合、加熱処理室内を処理対象物が順次連続して搬送可能なように、加熱処理室は中空状で、かつ入口側と出口側にそれぞれ処理対象物が通過可能な程度の開口を備えた非密閉空間を採用せざるを得ない。
このように入口側と出口側に開口が開いているため、この開口から加熱処理室内の加熱媒体（過熱水蒸気）が逃げて（漏れて）しまうことがあり、また、この開口から外気（空気）が混入されてしまうこともあり、所定の加熱処理雰囲気を維持できなくなってしまうという不都合があった。
加熱処理室内からの加熱媒体の流出や加熱処理室内への外気（空気）混入は、水蒸気濃度の低下や食材表面温度の上昇速度の低下などが発生し、食材の加熱に障害がでるばかりか、殺菌効果にも大きな影響が有る。すなわち、加熱処理装置、特にこの種の連続式加熱処理装置において加熱媒体の室外への流出及び外気遮断は重要な要素となる。

前記特許文献１では、このような加熱媒体の室外への流出及び外気遮断を図るための遮蔽機構を含む提案をしている。
すなわち、特許文献１では、開口している入口側と出口側にそれぞれカーテンを配設し、処理対象物が加熱処理室に入る時と加熱処理室から出る時のみ、カーテンを押し開いて開口を通過し、それ以外の時は、カーテンによってそれぞれの開口を閉じて加熱媒体の室外への流出及び外気遮断を図るものとしている。

また、特許文献２も特許文献１と同様の構成を有しており、開口している入口側と出口側にそれぞれのれん状の緩衝シール材を配設し、処理対象物が加熱処理室に入る時と加熱処理室から出る時のみ、前記緩衝シール材を押し開いて開口を通過し、それ以外の時は、緩衝シール材によってそれぞれの開口を閉じて加熱媒体の室外への流出・外気遮断を図るものとしている。

しかし、このように入口側と出口側に配設したカーテンや緩衝シール材を処理対象物が通過する際に押し開く遮蔽機構では次のような不都合が生じてしまう。
（１）このカーテンや緩衝シール材は、処理対象物が通過する際に処理対象物によって容易に押し開くことができる程度であるため、加熱処理室内に噴射される加熱媒体の圧力によって通過時以外でも加熱処理室内の加熱媒体が室外へと流出してしまう。
（２）さらに、このように入口側と出口側に処理対象物が押し開いて通過する遮蔽機構では、加熱処理されて加熱処理室内から搬送される処理対象物（処理済対象物）にカーテンや緩衝シール材が接触するため、処理対象物（処理済対象物）に雑菌などが付着してしまう虞もあった。

そこで、このような機械的な遮蔽機構を使用せずに加熱媒体の室外への流出・外気遮断を図る技術的手段を提供する先行技術として特許文献３が提案されている。
特許文献３は、過熱水蒸気は空気よりも軽いという特性に着眼し、過熱水蒸気が滞留し易い機構を採用している。
具体的には、入口側と出口側にそれぞれ処理対象物が搬送して通過可能な開口（以下、開口入口と開口出口とも言う。）をそれぞれ設けた加熱処理室を使用しているが、前記開口入口と開口出口にわたって連通する加熱処理室内の処理対象物搬送空間を段差状に構成しているものである。すなわち、開口入口側と開口出口側を低位置とするとともに、加熱媒体を噴射して加熱処理する処理領域（加熱処理雰囲気領域）を高位置となるように設計している。
これによれば、空気よりも軽い過熱水蒸気は、開口入口や開口出口よりも高位置な処理領域に滞留することとなるため、処理領域よりも低位置の開口入口や開口出口から外部へと流出してしまう虞がない、というものである。したがって、この技術的手段によれば、カーテンや緩衝シール材などの機械的な遮蔽機構を別途開口入口や開口出口に備えなくとも良いということである。

しかし、このような先行技術であっても、開口入口や開口出口にて何等外部との遮蔽を施していない状態であったため、加熱処理室内（処理領域）への外気混入を防止することが十分に成し得ておらず、加熱処理室内への外気混入により、水蒸気濃度の低下や食材表面温度の上昇速度の低下などが発生し、食材の加熱に障害が出るばかりか、殺菌効果にも大きな影響が出ている。

そこで、本発明者は、水蒸気を使用して食材などの処理対象物を連続して加熱処理する連続式の加熱処理手段において、加熱処理室外への加熱媒体の流出を防止するとともに加熱処理室内への外気の混入を防止し得る新規技術的手段を発明するに鋭意研究を重ねた結果、特許文献４に開示の連続式加熱処理装置の開発に成功した。

本発明者が先に開発した連続式加熱処理装置は当初の課題を十分に達成し得るものではあるが、昨今、装置全体のコンパクト化及び低価格化の要請があり、発明者はこのコンパクト化及び低価格化の要請に応えるべく本発明の開発に至ったものである。

本発明者が先に提案している特許文献４に開示の連続式加熱処理装置の場合、加熱処理室とは別に、加熱処理室の外に再加熱媒体噴射機構を備える構成となっている。
すなわち、加熱処理室内の加熱媒体を一旦加熱処理室外へと強制的に吸い出して、加熱室外に備えた加熱部にて所定温度以上に加熱して体積膨張した再加熱媒体を生成した後、加熱処理室の入口側と出口側にそれぞれ備えた再加熱媒体噴射部を介して再加熱媒体を噴射する構成である。
このように、加熱処理室とは別に加熱処理室の外に再加熱媒体噴射機構を備える構成であるため、装置全体としてある程度大型サイズにならざるを得なかった。また、加熱処理室内の加熱媒体を再加熱して体積膨張させ、かつ加熱処理室内に再度噴射させる機構を別途採用するものであるため、装置全体の価格を低く抑えることには困難な面も存していた。

特開２００３−３１０４３８号公報 特開２００５−３４１８３４号公報 特開２００６−０８７６４１号公報 特開２０１１−１２０４８７号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的とするところは、連続して多数の処理対象物を順次加熱処理することのできる連続式加熱処理装置であって、少なくとも入口側と出口側に、それぞれ搬送されてきた処理対象物が通過することのできる開口を備えた非密閉状の加熱処理室を使用しつつも、加熱処理室内の加熱処理雰囲気を維持することができ、かつコンパクト化及び低価格化の要請に対応し得る連続式加熱処理装置を提供することである。

このような目的を達成するために、第１の発明は、一端側に開口した入口と、他端側に開口した出口を設けた加熱処理室と、
加熱処理室内に備えられ、加熱処理室内を所定温度に加熱する処理室内加熱機構と、
前記入口から前記出口に向かって処理対象物を搬送する搬送機構と、
前記加熱処理室内に加熱媒体を噴射する加熱媒体噴射ノズルを備えた加熱媒体生成機構とを備え、
加熱処理室は、仕切り部によって室内空間を鉛直方向で下側空間と上側空間に二分されており、
下側空間は、前記搬送機構が配される処理空間とし、
上側空間は、前記処理室内加熱機構を備えるとともに、前記下側空間内の加熱媒体を吸い上げる吸い込みファンを備えており、前記吸い込みファンにて吸い上げた加熱媒体を前記処理室内加熱機構によって所定温度以上に加熱して体積膨張した再加熱媒体を生成する加熱空間としており、
仕切り部の周囲と加熱室の内壁との間には、前記上側空間で生成された再加熱媒体が下側空間に移行可能な隙間が形成されており、
加熱媒体噴射ノズルは、少なくとも前記加熱処理室の下側空間において、入口側と出口側にて、それぞれ噴射口を対向させて配設させていることを特徴とする連続式加熱処理装置としたことである。

第２の発明は、第１の発明において、上側空間には、吸い込みファンによって下側空間から吸い上げられた加熱媒体が、処理室内加熱機構に効率良く接するように配設される整流板が設けられていることを特徴とする連続式加熱処理装置としたことである。

第３の発明は、第２の発明において、仕切り部には、下側空間と上側空間を連通する吸い込み口が形成されており、
吸い込みファンは、前記吸い込み口の直上に配設され、
処理室内加熱機構は、前記吸い込みファンの近傍に配設され、
前記整流板は、前記吸い込み口から上側空間に吸い上げられた加熱媒体を前記処理室内加熱機構の方向へと案内するように配設されていることを特徴とする連続式加熱処理装置としたことである

第４の発明は、第１の発明乃至第３の発明のいずれかにおいて、加熱処理室は、常圧で、かつ処理室内加熱機構によって１１５℃程度に加熱制御されており、
加熱媒体生成機構は、加熱部と、水供給源と連絡して前記加熱部により加熱される管路と、前記管路の先端部に備えられ、加熱処理室内に先端を臨ませてなる加熱媒体噴射ノズルを備え、前記加熱媒体噴射ノズルは、内圧０．１９ＭＰａ以上、内部温度１２０℃以上に制御されており、
前記管路内に０．７ｇｒ／ｓｅｃ以上で供給された水を所定温度及び所定圧力で沸騰させることで管路内に水蒸気と熱水からなる気液混合体を生成し、
前記加熱媒体噴射ノズルを介して前記気液混合体を前記加熱処理室内に噴出することにより、前記加熱処理室内を過熱水蒸気と高温微細水滴が混在する状態の加熱媒体で満たされた加熱処理雰囲気に調整しており、
再加熱媒体は、前記加熱処理雰囲気に調整されている加熱処理室の下側空間内の加熱媒体を、加熱処理室の上側空間内にて再加熱して生成され体積膨張した過熱水蒸気であることを特徴とする連続式加熱処理装置としたことである。

本発明によれば、少なくとも入口側と出口側に、それぞれ搬送されてきた処理対象物が通過することのできる開口を備えた非密閉状の加熱処理室を使用しつつも、加熱処理室内の加熱処理雰囲気を維持することができ、かつコンパクト化及び低価格化の要請に対応し得る連続式加熱処理装置を提供できた。

本発明の連続式加熱処理装置の一実施例を示す概略正面図である。 本発明の連続式加熱処理装置の一実施例を示す概略平面図である。 本発明の連続式加熱処理装置の一実施例を一部縦断して示す概略正面図である。 本発明の連続式加熱処理装置の一実施例を一部横断して示す概略横断平面図である。 本発明の連続式加熱処理装置の一実施例における加熱処理室の内部構造を示す概略斜視図である。 本発明の連続式加熱処理装置に用いられる加熱媒体の実施の一形態における発生メカニズムを示す概略説明図である。

１ 加熱処理室
２ 入口
３ 出口
７ 処理室内加熱機構
１２ 搬送機構
１３ 加熱媒体生成機構
１７ 加熱媒体噴射ノズル
２２ 吸い込みファン
２７ 下側空間
２８ 上側空間
２９ 仕切り部
３０ 吸い込み口
３１ 隙間
３２ 整流板
Ｆ 加熱処理雰囲気
Ｈ 熱水
Ｍ 水蒸気
Ｔ 処理対象物
ＳＫ 再加熱媒体
ＫＭ 過熱水蒸気
ＫＨ 高温微細水滴

以下、本発明の連続式加熱処理装置に関する一実施形態について説明する。なお、本実施形態は本発明の一例にすぎずなんらこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。

図１乃至図６は本発明の連続式加熱処理装置（以下、単に加熱処理装置ともいう。）の一例を示し、加熱処理装置は、加熱処理室１と、加熱処理室１内に備えられ、加熱処理室１内を所定温度に加熱する処理室内加熱機構７と、加熱処理室１内を、入口２から出口３に向かって処理対象物Ｔを連続して搬送する搬送機構１２と、加熱処理室１内に加熱媒体を噴射する加熱媒体生成機構１３とで構成されている（図１乃至図６参照。）。

加熱処理室１は、一端側に開口した入口２と他端側に開口した出口３を設けた非密閉状でかつ所定長さの矩形状に形成されており、所定の架台４上に配設されている（図１乃至図５参照。）。図中５は、点検扉である。加熱処理室１の全体長さ・全体形状などは本発明の範囲内で設計変更可能である。
なお、加熱処理室１は、後述するように室内空間を所定温度以上に加熱制御するため、保温可能な材質を選定して形成するようにしている。

加熱処理室１は、仕切り部２９によって室内空間を鉛直方向で下側空間２７と上側空間２８に二分されているが、後述する隙間３１，３１，３１，３１によって両空間２７，２８は連通している（図３、図５参照）。

仕切り部２９は、下側空間２７と上側空間２８を連通する吸い込み口３０が略中央に形成された平板で、例えば、加熱処理室１の天板１ａから吊り下げ支持されている。
仕切り部２９の外寸は、加熱処理室１の天板１ａから吊り下げ支持された際に、仕切り部２９の周囲２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄと、加熱室の４つの側板１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ内面との間に所定の隙間３１，３１，３１，３１が形成される程度の大きさに設計される（図３・図４参照。）。また、吸い込み口３０の口径や開口形状などは設計変更可能である。

前記隙間３１は、後述する上側空間２８で生成された再加熱媒体が下側空間２７に移行可能な程度の寸法で形成される。
本実施例において前記隙間３１は、平面視矩形状で、かつ隣り合う隙間３１，３１が連通している構成としている
前記隙間３１は、上側空間２８で生成された再加熱媒体が下側空間２７に移行可能な程度の寸法であればよく、隙間寸法・形状は特に限定解釈されるものではなく、任意に設計変更可能である。
例えば、前記隙間３１は、仕切り部２９を、加熱処理室１の４つの側板１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ内面に接する大きさに形成し、それぞれの辺縁部に下側空間２７と上側空間２８を連通する孔若しくは切欠きを設け、これら孔若しくは切り欠きによって前記隙間を構成するものであってもよく本発明の範囲内である。

上側空間２８は、処理室内加熱機構７と、前記下側空間２７内の加熱媒体を吸い上げる吸い込みファン２２と、整流板３２とを備え、前記吸い込みファン２２にて下側空間２７から吸い上げた加熱媒体を、前記処理室内加熱機構７によって所定温度以上に加熱して体積膨張した再加熱媒体を生成する加熱空間としている。

吸い込みファン２２は、本実施例では、加熱処理室１の上側空間２８の天板１ａから、仕切り部２９の吸い込み口３０と対向して、吸い込み口３０の直上に位置するように吊り下げ保持している（図１乃至図５参照。）。
図中、符号２２ａは吸い込みファン２２の羽根車、２２ｂは加熱処理室１外に配設される駆動源（モータ）をそれぞれ示す。なお、吸い込みファン２２は本発明の範囲内で適宜設計変更可能で、その吸い込み能力や配設個数なども仕様に応じて対応可能である。

処理室内加熱機構７は、例えば図３乃至図５に示すように、処理対象物Ｔの搬送方向（図３、図４にて矢印Ｂで示す方向）に長尺状に形成された室内加熱ヒーターとしてのコイル状加熱部であって、コイル状加熱部（処理室内加熱機構）７は、前記吸い込みファン２２の近傍に配設されている。
具体的には、このコイル状加熱部（処理室内加熱機構）７を搬送機構１２と平行で、かつ搬送機構１２のコンベア幅よりも広く離して前記加熱処理室１内の上側空間２８の天板１ａにそれぞれ一対ずつ（合計４つ）配設している。
なお、コイル状加熱部（処理室内加熱機構）７は、本実施例では、平面視で仕切り部２９上に収まるように配されており、仕切り部２９の周囲（側面）２９ｂ，２９ｄから隙間３１，３１上に突出しないようにしている。
また、このコイル状加熱部（処理室内加熱機構）７は、図１乃至図３に示すように、その両端部７ａ，７ｂを加熱処理室１の天板１ａの外面に突出させるとともに、それぞれの両端部７ａ，７ｂを図示しない所定の熱源と連絡している。すなわち、本実施例のコイル状加熱部（処理室内加熱機構）７は、加熱処理室１の天板１ａの内面から上側空間２８内に吊り下げ状に配設されている。
本実施例では、このコイル状加熱部（処理室内加熱機構）７によって、加熱処理室１内全体を、常圧で、かつ１１５℃程度（好ましくは、１０５℃〜１２０℃）に加熱制御している。
なお、処理室内加熱機構７を本実施例ではコイル状に形成された加熱部をもって説明するが、処理室内加熱機構の形状・構造及び配設数量などについては、適宜設計変更可能であって、何等本実施例に限定解釈されるものではない。

前記吸い込みファン２２によって、下側空間２７内の加熱処理雰囲気（加熱媒体）を、吸い込み口３０から上側空間２８に吸い上げてコイル状加熱部（処理室内加熱機構）７により再加熱して体積膨張させた再加熱媒体を生成する。
すなわち、本実施例では、上述したコイル状加熱部（処理室内加熱機構）７が、下側空間２７から上側空間２８へと前記吸い込みファン２２を介して吸い上げた加熱媒体を再加熱し、体積膨張した再加熱媒体へと生成するための加熱機構としても機能している。

整流板３２は、前記吸い込み口３０から上側空間２８に吸い上げられた加熱媒体を前記コイル状加熱部（処理室内加熱機構）７の方向へと案内するように配設されている。
本実施例では、２つの板材３３・３３，３３・３３が鋭角状に交差してなる平面視で略Ｖ字形状に形成され、吸い込みファン２２を中心にし、かつそれぞれの交差部３４，３４を吸い込みファン２２に向けた状態で平面視で左右に一つずつ配設されており、仕切り部２９上に取り付け固定されている（図４参照）。
本実施例の整流板３２は、それぞれの２つの板材３３・３３の上端縁３３ａ・３３ａが上側空間２８の天板１ａとの間に所定の第二隙間３５をもって位置するように配設されている。

吸い込み口３０に近接してそれぞれのコイル状加熱部（処理室内加熱機構）７の一端側が位置し、それぞれの他端側は整流板３２の板材３３の中央よりもやや後方寄りで接しているため、吸い込み口３０（吸い込みファン）と、整流板３２と、コイル状加熱部（処理室内加熱機構）７とによって、平面視で略三角形状に囲われた滞留エリアＳ１，Ｓ１，Ｓ１，Ｓ１が形成される。
従って、吸い込みファン２２によって吸い込み口３０から上側空間２８に吸い上げられた加熱媒体は、上記滞留エリアＳ１…に送られ、かつ吸い込みファン２２によって撹拌されつつコイル状加熱部（処理室内加熱機構）７の方向に流れていく。すなわち、吸い込みファン２２によって吸い上げられて撹拌される加熱媒体は、整流板３２によって移動が遮られているため、必然的にコイル状加熱部（処理室内加熱機構）７の方向に流れていき、コイル状加熱部（処理室内加熱機構）７によって再加熱される。そして、吸い込みファン２２によって順次加熱媒体が上側空間２８（滞留エリアＳ１）に送り込まれてくるため、コイル状加熱部（処理室内加熱機構）７によって再加熱された再加熱媒体は、隙間３１から下側空間２７へと移動する（押出される）。
整流板３２は、吸い込みファン２２によって下側空間２７から吸い上げられた加熱媒体が、コイル状加熱部（処理室内加熱機構）７に効率良く接するように配設されていればよく特に本実施例に限定解釈はされない。

下側空間２７は、搬送機構１２の一部が配される（通過する）処理空間で、該下側空間２７には、加熱処理室１の外側に配設されている加熱媒体生成機構１３の加熱媒体噴射ノズル１７が備えられている。

搬送機構１２は、前記入口２から前記出口３に向かって処理対象物Ｔを順次搬送するもので、特に限定解釈はされないが、本実施例では、無端状に構成された金属製のコンベアチェーンで、所定の駆動機構によって入口２側から出口３側へと回転駆動する（図１乃至図５参照。）。
加熱処理室１内の所定温度に耐え得る材質であれば特に本実施例の形状・材質に限定解釈されるものではない。

加熱媒体生成機構１３は、本実施例では、次の構成からなる機構を採用している。
加熱媒体生成機構１３は、加熱処理室１の外方に備えられ、所定長さの円筒状に形成された加熱チャンバ（加熱部）１４と、該加熱チャンバ１４内に一部を内装した金属製の加熱管路（管路）１５と、該加熱管路１５の先端側に配され、ノズルヘッダー１６を介して加熱処理室１内（下側空間２７内）に取り付け配置される加熱媒体噴射ノズル１７とで構成されている。

加熱管路１５は、所定の内径・長さに形成され、所定のポンプ（例えば電磁定量ポンプなどが想定される。）を介して内部に供給された水を前記加熱チャンバ１４によって所定温度に加熱可能としている。
加熱管路１５内に供給される水量は、０．７ｇｒ／ｓｅｃ以上、好ましくは０．７ｇｒ／ｓｅｃ〜２５ｇｒ／ｓｅｃとする。なお、加熱チャンバ１４の構成、加熱管路１５の管径及び長さは特に限定されず本発明の範囲内において適宜設計可能である。

本実施例では、それぞれ加熱管路１５，１５を介して加熱処理室１内の入口２側と出口３側にて、搬送機構１２の鉛直方向（図面にて矢印Ａで示す方向）上方位置に、搬送機構１２を横切るようにそれぞれノズルヘッダー１６，１６を配設し、ノズルヘッダー１６，１６に設けられている４つずつの加熱媒体噴射ノズル１７…，１７…がそれぞれの噴射口１７ａ…，１７ａ…を対向させている。そして、同じく、他の加熱管路１５，１５を介して加熱処理室１内の入口２側と出口３側にて、搬送機構１２の鉛直方向（図面にて矢印Ａで示す方向）下方位置に、搬送機構１２を横切るようにそれぞれノズルヘッダー１６，１６を配設し、ノズルヘッダー１６，１６に設けられている４つずつの加熱媒体噴射ノズル１７…，１７…がそれぞれの噴射口１７ａ…，１７ａ…を対向させている（図３乃至図５参照。）。
また、本実施例では、加熱処理室１の天井壁１ａの外面から加熱処理室１の下側空間２７内に加熱媒体噴射ノズル１７…，１７…が向くようにしてノズルヘッダー１６…，１６…が配設されている。
当然にこのノズルヘッダー１６，１６も加熱チャンバ１４に連結された加熱管路１５，１５に連結されている。
加熱処理室１の天板１ａから吊り下げ支持されるノズルヘッダー１６，１６（加熱媒体噴射ノズル１７…，１７…）は、仕切り部２９を挟んで平面視で手前側と奥側に一つずつ計２つ配設している。ノズルヘッダー１６，１６（加熱媒体噴射ノズル１７…，１７…）は、隙間３１，３１に位置するように配設されている。

すなわち、本実施例では、二つの加熱チャンバ１４，１４を用意し、それぞれの加熱チャンバ１４，１４にそれぞれ３つの加熱管路１５・１５・１５，１５・１５・１５を連結し、それぞれの加熱管路１５・１５・１５，１５・１５・１５にそれぞれノズルヘッダー１６・１６・１６，１６・１６・１６が連結されているため、合計で６系統の加熱媒体噴射ルートが備えられていることとなる。

本実施例における加熱媒体噴射ノズル１７は、ノズル内径を０．１ｍｍ〜１０ｍｍ（好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍ）とし、ノズル内圧を０．１９ＭＰａ以上（好ましくは、０．１９ＭＰａ〜０．４１ＭＰａ）、ノズル内温度：１２０℃以上（好ましくは１２０℃〜１４５℃）に制御されている。

なお、ノズル内径、ノズル内圧ノズル内温度などは本発明の範囲内で設計変更可能である。

特に限定されるものではないが、本実施例では、加熱処理室１の入口２側と出口３側の両外側には、入口２と出口３から室外に溢れ出た加熱媒体とともに、入口２付近及び出口３付近にある外気を吸込む室外吸い込み部２６，２６をそれぞれ備えている。

室外吸い込み部２６は、加熱処理室１の入口２を設けている入口２側の側板１ｄと出口３を設けている出口３側の側板１ｂに配設されている。
本実施例では、入口２側と出口３側のそれぞれの室外吸い込み部２６，２６は同一構成を採用しているため、以下、入口２側の室外吸い込み部２６をもって説明し、出口３側の室外吸い込み部２６の説明は省略する。

室外吸い込み部２６は、入口２側の側板１ｄに取り付けられ、入口２に向かう搬送機構１２の処理対象物載置面１２ａに向けて大きく開口した第一吸い込み空間２６ａと、該第一吸い込み空間２６ａの上面に、第一吸い込み空間２６ａと連通し、かつ第一吸い込み空間２６ａよりも小さく開口した第二吸い込み空間２６ｃと、該第二吸い込み空間２６ｃと連通して備えた吸い込みファン２６ｆと、該吸い込みファン２６ｆの出口側と連通した吐き出し管部２６ｇとで構成されている。
このように構成したため、入口２側から溢れ出た加熱媒体は、室外吸い込み部２６の吸い込みファン２６ｆによって強制的に第一吸い込み空間２６ａに吸い込まれる。この時、入口２付近にある外気も併せて一緒に第一吸い込み空間２６ａに吸い込まれる。そして、吸い込まれた加熱媒体と外気は、第二吸い込み空間２６ｃを経由して吐き出し管部２６ｇへと送られ、該吐き出し管部２６ｇの先端開口から外気側へと排出される。

本発明の加熱処理装置の作動について以下に説明する。

まず、水供給源から定量ポンプを介して加熱管路１５内に０．７ｇｒ／ｓｅｃで水を供給し、その供給された水を、前記加熱チャンバ１４によって所定温度及び所定圧力（１２０℃以上、０．１９ＭＰａ以上）で沸騰させることで加熱管路１５内には水蒸気Ｍと熱水Ｈからなる気液混合体が生成される。
そして、ノズル内圧０．１９ＭＰａ以上、ノズル内部温度１２０℃以上に制御した加熱媒体噴射ノズル１７を介し、前記したように１１５℃程度に加熱制御された加熱処理室１内に前記気液混合体（水蒸気Ｍと熱水Ｈ）を噴出することにより、前記加熱処理室１内が過熱水蒸気ＫＭと高温微細水滴ＫＨが混在する状態の加熱媒体で満たされた加熱処理雰囲気Ｆに調整される（図６参照。）。
すなわち、水供給源から定量ポンプを介して加熱管路１５内に供給される水量が、加熱媒体噴射ノズル１７から噴射される過熱水蒸気ＫＭの流量を超過した場合、供給水量の超過分は、過熱水蒸気としてではなく、高温微細水滴ＫＨとして過熱水蒸気ＫＭとともに加熱媒体噴射ノズル１７から噴射される（図６参照）。

前記気液混合体（水蒸気Ｍと熱水Ｈ）は、処理対象物Ｔの加熱処理中において、連続して噴射されるものとする。なお、連続とは、僅かな間隔で断続的に噴射する形態も含む概念である。

そして、本実施例では、加熱処理室１の下側空間２７に存する加熱媒体Ｆ（過熱水蒸気ＫＭと高温微細水滴ＫＨが混在する状態の加熱媒体）を吸い込み口３０から吸込みファン２２を介して強制的に上側空間２８に吸い上げて再加熱媒体を生成する機構を採用しているため、吸込まれた下側空間２７からの加熱処理雰囲気（加熱媒体）Ｆは、それぞれのコイル状加熱部（処理室内加熱機構）７…によって所定温度に加熱され、再加熱媒体ＳＫとして生成されて前記隙間３１…から下側空間２７へと導かれていく。
例えば、再加熱媒体ＳＫは、前記加熱処理雰囲気Ｆに調整されている下側空間２７内の加熱媒体Ｆを、上側空間２８においてコイル状加熱部（処理室内加熱機構）７…により再加熱して生成され、体積膨張した過熱水蒸気である。
再加熱媒体（過熱水蒸気）ＳＫの温度は、例えば、下側空間２７内の温度よりも１０℃程度高く設定する。なお、加熱媒体の供給量等によっては、適宜再加熱媒体（過熱水蒸気）ＳＫの加熱温度を上げて比容積の増加（体積膨張）を調整する必要もある。

そして、前記所定の加熱処理雰囲気Ｆに調整された加熱処理室１内に、所定の処理対象物Ｔを順次搬送して連続して加熱処理する。
すなわち、搬送機構１２によって加熱処理室１内に搬送された処理対象物Ｔは、所定の加熱処理雰囲気Ｆとなっている加熱処理室１内を所定の時間掛けて搬送されることで、その加熱処理室１内に充満されている加熱処理雰囲気（加熱媒体）Ｆによって加熱処理される。本実施例によれば、高温微細水滴ＫＨにより処理対象物Ｔの表面で凝縮伝熱が発生する。
また、その周囲は過熱水蒸気ＫＭが充満しており、凝縮伝熱により潜熱を失った微細水滴は、過熱水蒸気ＫＭ中に蒸発する。この結果、過熱水蒸気同様に処理対象物Ｔへの凝縮水による影響が無く、更に、蒸発による内部水分の減少もほとんどない加熱特性が得られる。

そして、本実施例では、加熱処理室１内の加熱処理雰囲気Ｆの一部を、吸い込みファン２２により吸い込み口３０から上側空間２８へと吸い上げ、そして、上側空間２８内に吸い上げた加熱媒体は、上側空間２８内のコイル状加熱部（処理室内加熱機構）７…によって所定温度以上に加熱して体積膨張し、再加熱媒体（過熱水蒸気）ＳＫへと生成される。
そしてその、体積膨張した再加熱媒体（過熱水蒸気）ＳＫは、隙間３１…を介して下側空間２７へと流れ込む。
特に、吸い込みファン２２によって上側空間２８に送り込まれて再加熱されて生成された再加熱媒体（過熱水蒸気）ＳＫは、吸い込みファン２２によって順次押し出されるとともに、加熱媒体噴射ノズル１７…からの加熱媒体の噴射時に生じる負圧によって隙間３１…から強制的に下側空間２７へと送られる。

従って、上側空間２８（加熱空間）にて再加熱されて体積膨張した再加熱媒体と、加熱媒体噴射ノズル１７…から噴射される加熱媒体とによって、加熱処理室１の入口２側と出口３側は外気からシールドされることとなる。
すなわち、入口２側に配設した加熱媒体噴射ノズル１７…と出口３側に配設した加熱媒体噴射ノズル１７…のそれぞれの噴射口１７ａ…．１７ａ…をそれぞれ対向させて備える構成としているため、それぞれの対向する加熱媒体噴射ノズル１７…，１７…のそれぞれの噴射口１７ａ…．１７ａ…から噴射される高温の加熱媒体は、加熱処理室１（下側空間２７）の中央までに増幅されて密度が高くなる。
そして、加熱処理室１の下側空間２７は、高温で噴射される加熱媒体と、再加熱されて下側空間２７へと送り込まれる高温の再加熱媒体により、加熱処理室１、例えば加熱処理室１における加熱媒体噴射ノズル１７…，１７…の後ろ側領域Ｓ２，Ｓ２は高温雰囲気となり、低温の外気とは体積の膨張率が異なるので外気侵入を防ぐシールド効果が生じるものである。
よって、連続して多数の処理対象物を順次加熱処理することのできるこの種の連続式加熱処理装置であって、少なくとも入口２側と出口３側に、それぞれ搬送されてきた処理対象物が通過することのできる開口（入口２と出口３）を備えた非密閉状の加熱処理室１を使用しつつも、加熱処理室１内の加熱処理雰囲気を維持することができる。
すなわち、加熱処理室１内において加熱処理室１内の加熱媒体を再加熱して再加熱媒体を生成し、その再加熱媒体を加熱処理室１内で循環させる構成としたため、装置全体がコンパクト化され、使用者ニーズに十分に対応できるとともに、低価格化ニーズにも対応し得る。

なお、加熱処理室１の下側空間２７内に充満している加熱処理雰囲気（加熱媒体）Ｆそのものが過熱水蒸気ＫＭと高温微細水滴ＫＨが混在する状態の加熱媒体であるため、加熱処理雰囲気Ｆの下側空間２７内に過熱水蒸気（再加熱媒体）ＳＫが流入してきても差し支えない。更に過熱水蒸気ＫＭ中を飛行する高温微細水滴ＫＨは、距離の経過と共に粒径が更に微細化して、最後には蒸発して過熱水蒸気となる特性のため、下側空間２７に存する加熱媒体の一部を吸い出して再加熱することにより容易に高温の過熱水蒸気ＳＫを生成する事が可能である。また、そのための費用対効果も比較的低くできる。

また、本実施例によれば、加熱処理室１の入口外部と出口外部に室外吸い込み部２６，２６を備える形態を採用としたため、入口２付近にある外気及び出口３付近にある外気も併せて一緒に室外吸い込み部２６，２６に吸い込まれ、外気側へと排出される。
よって、入口２付近と出口３付近にある外気は、加熱処理室１内へと侵入することなく室外吸い込み部２６，２６によって強制的に吸込まれて排出されるため、さらに加熱処理室１内への外気の侵入が阻止されるため、加熱処理室１内は、常に所定の加熱処理雰囲気Ｆが維持できる。

なお、図示省略するが、加熱処理室１内で発生した凝縮水等を集める排水管を、加熱処理室１の下側空間２７の底板１ｆの外方にて処理対象物の搬送方向にわたって配設している。なお、図示しない排水口の穴形状は任意であって、処理対象物の搬送方向にわたって長尺状に貫通してなるものであってもよく、また、その穴数も単数、複数限定されない。さらに、凝縮水を集めやすくするため底面の内面を排水口に向けて下り傾斜状に形成するものであってもよい。

Claims (4)

1. 一端側に開口した入口と、他端側に開口した出口を設けた加熱処理室と、
   加熱処理室内に備えられ、加熱処理室内を所定温度に加熱する処理室内加熱機構と、
   前記入口から前記出口に向かって処理対象物を搬送する搬送機構と、
   前記加熱処理室内に加熱媒体を噴射する加熱媒体噴射ノズルを備えた加熱媒体生成機構とを備え、
   加熱処理室は、仕切り部によって室内空間を鉛直方向で下側空間と上側空間に二分されており、
   下側空間は、前記搬送機構が配される処理空間とし、
   上側空間は、前記処理室内加熱機構を備えるとともに、前記下側空間内の加熱媒体を吸い上げる吸い込みファンを備えており、前記吸い込みファンにて吸い上げた加熱媒体を前記処理室内加熱機構によって所定温度以上に加熱して体積膨張した再加熱媒体を生成する加熱空間としており、
   仕切り部の周囲と加熱室の内壁との間には、前記上側空間で生成された再加熱媒体が下側空間に移行可能な隙間が形成されており、
   加熱媒体噴射ノズルは、少なくとも前記加熱処理室の下側空間において、入口側と出口側にて、それぞれ噴射口を対向させて配設させている
   ことを特徴とする連続式加熱処理装置。
2. 上側空間には、吸い込みファンによって下側空間から吸い上げられた加熱媒体が、処理室内加熱機構に効率良く接するように配設される整流板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の連続式加熱処理装置。
3. 仕切り部には、下側空間と上側空間を連通する吸い込み口が形成されており、
   吸い込みファンは、前記吸い込み口の直上に配設され、
   処理室内加熱機構は、前記吸い込みファンの近傍に配設され、
   前記整流板は、前記吸い込み口から上側空間に吸い上げられた加熱媒体を前記処理室内加熱機構の方向へと案内するように配設されていることを特徴とする請求項２に記載の連続式加熱処理装置。
4. 加熱処理室は、常圧で、かつ処理室内加熱機構によって１１５℃程度に加熱制御されており、
   加熱媒体生成機構は、加熱部と、水供給源と連絡して前記加熱部により加熱される管路と、前記管路の先端部に備えられ、加熱処理室内に先端を臨ませてなる加熱媒体噴射ノズルを備え、前記加熱媒体噴射ノズルは、内圧０．１９ＭＰａ以上、内部温度１２０℃以上に制御されており、
   前記管路内に０．７ｇｒ／ｓｅｃ以上で供給された水を所定温度及び所定圧力で沸騰させることで管路内に水蒸気と熱水からなる気液混合体を生成し、
   前記加熱媒体噴射ノズルを介して前記気液混合体を前記加熱処理室内に噴出することにより、前記加熱処理室内を過熱水蒸気と高温微細水滴が混在する状態の加熱媒体で満たされた加熱処理雰囲気に調整しており、
   再加熱媒体は、前記加熱処理雰囲気に調整されている加熱処理室の下側空間内の加熱媒体を、加熱処理室の上側空間内にて再加熱して生成され体積膨張した過熱水蒸気であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の連続式加熱処理装置。

Images