本发明为有关受热物的加工，尤指一种腔体可分离与模块化的复合微波加热系统。
背景技术：
加热为基本的食品与工业加工手段，依据其原理有接触加热(火、电热管、陶瓷加热)、微波加热与感应(电磁)加热等，接触加热为传统的加热方式，受热物温度由外部开始上升，并逐步传导到内部，所需的加热时间较长；微波为电磁波的一种，特定频率的微波可以使受热物的分子(如水)产生谐振而由其内部开始快速加热，然微波作用于受热物时其强度分布将因不同的微波功率产生器、谐振腔体及受热物等因素的交互作用而发生变化，容易造成局部位置加热不均等现象。
为了增加微波的加热均匀度并为连续生产或杀菌的用途，许多专利使用热流体(热水、热风)作为辅助加热媒介(us7119313b2、us4962298)，受热物事先装填在密封盒内，再将密封盒置入充满高压流体的微波腔体内，密封盒内的受热物将会被微波与包覆的流体一起加热，当密封盒内的受热物温度上升时将因内部蒸汽与体积膨胀而产生外扩压力，可能使密封盒产生破损，因此微波腔体内必须加压使腔体内压力与密封盒的外扩压力抵消，然而加热初期密封盒内并无膨胀压力，过大的腔体压力将使尚未加热的密封盒塌陷，但太小的腔体压力又不足以抵抗密封盒加热后的外扩压力，而使密封盒产生泄漏，由此可知，此类系统的操作温度与压力互为影响，对于加热工艺的设计形成显着的限制，同时此类系统需要一大型的微波谐振腔，该腔体必须能承受流体的高压，密封盒进出腔体时需要适当的加减压程序，无法随意离开腔体进行温度测量与监控，加热时受热物浸置于高压热水或热蒸汽中并暴露在微波电磁埸下，也无法轻易以一般现有的仪器和方法检测受热物的温度和质量变化，因此工艺难以调整、缺乏弹性，除此之外此类系统运作时的热水与热蒸汽容易造成废热污染及功率损失。
接触加热的作用条件为受热物必须与热源紧贴，热能才可传导到受热物，而微波加热则需要一个适当的谐振腔体用于容置受热物，才能让微波在该腔体内对受热物进行加热作用，虽然有许多专利已经复合使用以上两种加热方式(us4900884、us6864468b2、us5548101、us5177333)，但其腔体皆为固定结构，其接触加热方式仅为常压置放于受热板或锅盘内，并没有特殊安排以使受热物紧贴于热源。
将微波应用于连续加热的机构中已有许多公开技术(us2009/0230124a1、us2012/0103976a1)，虽然其机构将微波馈入多个加热空间中，受热物可以连续进出加热机构，但腔体本身为固定，受热物并未事先密封，也未考虑传导加热的实施。
综合以上说明可知，现有的微波加热系统具有下列的技术特征：一、固定结构的谐振腔体，无法模块化增减，二、若未使用辅助加热媒介时，密封盒未紧贴于传导加热源，降低热传导效率，三、使用辅助加热媒介时需使用加压腔体，而腔体压力、加热温度与密封盒耐压程度互为影响，限制加工条件，四、系统设计难以在微波环境中测量受热物的温度变化，无法据此调整受热物在加热过程中温度与时间的变化关系，因此无法满足许多特定的加热工艺，如食物的烹饪或杀菌等。
技术实现要素：
本发明的主要目的，在于提供一腔体可分离与模块化的复合微波加热系统，该系统为常压操作，无须额外的蒸气或水等所组成的高压腔体，同时腔体为模块化且可上下分离的设计，因此得以弹性调整加热、保温、冷却等功率大小与时间长短，并能实时检测受热物质量，满足各式的加热工艺需求。
基于上述目的，本发明包含一微波半腔体、一传导半腔体、一传导加热单元、一微波加热单元与一密封盒，其中该传导加热单元提供一接触加热源，该微波加热单元提供一微波，该密封盒装填有该受热物，而该微波半腔体与该传导半腔体可上下组合形成一密闭的微波谐振腔体，欲加工的受热物密封于该密封盒内再置入该微波谐振腔体，该微波半腔体具有微波馈入装置(如波导管等)，可将该微波加热单元产生的微波馈入该微波谐振腔体中，使微波对该密封盒内的受热物加热，该传导半腔体具有一微波可穿透的传导半腔体上盖，用于将该密封盒紧抵于该传导半腔体内，使该密封盒紧贴于其内壁，该传导半腔体为导热良好的材质所制成，可接受该传导加热单元的加热，热能以传导方式加热该密封盒内的受热物，受热物因加热而产生的热蒸气或体积膨胀将使该密封盒产生一外扩压力，而该传导半腔体上盖与该传导半腔体具有足够的机械强度可以抵抗该密封盒的结构变形，避免泄漏。
本发明的系统可以分别或同时使用微波与传统的加热方式对受热物进行加热，微波加热可以使该密封盒内的受热物快速升温并产生体积膨胀而紧贴于该传导半腔体，因此可以使传导加热效率大幅提升，使该传导加热单元可有效对受热物进行加热，而抵抗该密封盒外扩压力的手段不同于现有的高压水或水蒸气等，因此得为常压的设计，且此抵压设计，在该密封盒尚未加热膨胀时并不会对其施加压力，因此不会使未加热的该密封盒变形，且抵压强度来自机械结构，可提高抵压强度，因此可以大幅提高加热的温度，满足杀菌或其他加热工艺的需要。
工艺中该传导半腔体与该微波半腔体结合时形成微波加热谐振腔，分离时则该传导半腔体连同该密封盒一起离开微波环境，因此得以一般的设备检测该密封盒内的受热物质量，如温度、色泽等，以动态监控、纪录并调整加热工艺，由于该传导半腔体与该微波半腔体为可分离的模块化设计，因此可弹性安排后续的保温、冷却等工艺，满足加工需要。
附图说明
图1，为本发明腔体结构拆解图。
图2，为本发明系统组装示意图。
图3，为本发明组合后的结构外观图。
图4，为本发明连续循环加热示意图。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下：
请参阅图1、图2与图3所示，为本发明第一实施例，其为一种腔体可分离的模块化复合微波加热系统，用于对一受热物(图中未表示)进行加热加工，系统包含一微波半腔体30、一传导半腔体40、一传导加热单元20、一微波加热单元70与一密封盒10，其中该密封盒10装填有该受热物，该传导加热单元20可以为选自电磁加热、瓦斯加热、红外线灯管与电热丝等的任一种，其能使该传导半腔体40受热即可，较佳的选择为电磁感应加热，可通过高频电磁波使该传导半腔体40的传导半腔体本体41感应受热，而该传导加热单元20的加热功率可由一传导加热功率控制器80所调整。
而该传导半腔体40包含一传导半腔体本体41与一传导半腔体上盖42，其中该传导半腔体本体41具有一传导半腔体内壁411、一由该传导半腔体内壁411构成的容置空间412与一传导半腔体外壁413，该传导半腔体上盖42则为一微波可穿透材质制成，该传导半腔体上盖42与该传导半腔体本体41具有可活动的锁紧结构，使该传导半腔体上盖42能于该传导半腔体本体41上反复锁紧与开启。
该密封盒10可容置于该容置空间412，并以该传导半腔体上盖42紧抵该密封盒10，当受热物因加热而体积膨胀或产生蒸汽时将使该密封盒10体积也跟着膨胀使其紧贴于该传导半腔体内壁411，该密封盒10的体积膨胀压力将由该传导半腔体上盖42与该传导半腔体本体41的机械强度所抵压而无破损与泄漏之虞，因此能大幅提高加热温度。
而该传导半腔体本体41的材质较佳选择为金属，其材质为微波(如2.45ghz、915mhz等微波)不可穿透且为良好的铁磁性金属材质所构成，能对高频电磁波产生涡电流而感应加热(如10khz～200khz)。该传导半腔体40置放于该传导加热单元20之上以接受传统热源使该传导半腔体本体41受热。
该微波半腔体30包括一波导管31与一微波半腔体外罩32与一微波半腔体本体33，当该微波半腔体外罩32套接于该传导半腔体外壁413，其组合后的结构外观如图3所示，此时由该微波半腔体本体33内部与该容置空间412将形成一完整的微波谐振腔体，该微波谐振腔体内则容置有盛装受热物的该密封盒10与该传导半腔体上盖42，由于该传导半腔体上盖42与该密封盒10均为微波可穿透材质制成，因此该微波谐振腔体内实际能接收微波而受热的仅为该密封盒10内盛装的受热物，而为避免微波外泄，该微波半腔体外罩32与该传导半腔体外壁413相套接的接口安排有现有的微波防漏装置或结构，如隔离金属环或微波阻尼结构等。
该微波加热单元70为微波产生装置，提供一微波加热源，并经由该波导管31将微波馈入该微波谐振腔体中，该微波加热单元70具有微波强度调整功能，可以动态调整微波加热功率的时机与大小。
且为了提升加热加工的均匀度，本发明更可以包含一承载该传导半腔体40转动的自转承接转盘50与一自转马达51，该自转承接转盘50具有一外环齿501，该自转马达51通过一齿轮52啮合该外环齿501以驱使该自转承接转盘50转动，进而带动该传导半腔体40自转，因此装填有该受热物的该密封盒10即会自转，以改善现有微波加热不均匀的问题。
本发明系统实际实施例如图4所示，其中该微波加热单元70、该微波半腔体30、该传导加热单元20、该传导加热功率控制器80、该自转承接转盘50与该自转马达51共同为一组，组成一复合加热模块60，本实施例将多个该复合加热模块60以环状排列设置于一旋转装置61上，该旋转装置61可以是转盘或是圆形配置的输送带，受热物装填于该密封盒10之后再放入并锁紧于该传导半腔体40内，装填有该密封盒10的该传导半腔体40由一侧依序进入对应的该复合加热模块60并与该微波半腔体30上下结合成该微波谐振腔体，在该些复合加热模块60向前转动的过程中可以适当控制该微波加热单元70及该传导加热功率控制器80的输出功率，使其对受热物进行加热，完成加热程序后，该传导半腔体40可再由另一侧依序自该些复合加热模块60中移出，移出后的该传导半腔体40已不在微波环境中，测量系统不受微波干扰或影响，因此可以轻易对受热物进行必要的质量(如温度、色泽等)测量，除此之外，装填有该密封盒10的该传导半腔体40可依需要再次进行加热、保温或冷却等工艺，可依受热物的不同与工艺的需要弹性调整生产线，满足产业加工需求，如食物的烹饪或杀菌等。
如上所述，相较现有的技术，本发明的优点如下：
1.更高的加热温度：由于密封盒以机械强度抵压于传导半腔体内，因此能抵抗更高的膨胀压力，其意味着受热物可以加热到更高的温度。
2.高效率的传导加热：现有技术若未使用高压热水或热蒸汽等流体为辅助热源时，其传导加热效率不佳，而本发明在加热的初始阶段可由微波直接作用于密封盒内的受热物，待密封盒体积膨胀而紧贴于传导半腔体内壁后，传导加热单元作用于传导半腔体本体的热功率可以更高效率地传导到受热物。
3.常压腔体建置与操作成本低：不同于现有的热水或热蒸汽辅助加热媒介的高压腔体设计，本发明能操作于更高的加热温度但却只需使用常压腔体，亦无废热损失等问题，系统建置与操作成本均可大幅降低。
4.模块化腔体设计，可弹性安排生产线：对于现有的固定腔体微波加热系统而言，要改变生产线容量往往必须变动腔体体积，如此一来微波谐振分布与参数都必须重新设计，然而本发明的复合加热模块为模块化设计，每一个模块都是独立腔体，彼此不会互相影响，故其数量可依生产线需要适度增减，而不会影响系统的微波腔体设计。
5.适合于连续式生产，不必整批作业：由于本发明的转盘式生产线设计，可以使装填有密封盒的传导半腔体连续进出，达到连续生产的目的，不必整批进出腔体。
6.工艺中受热物可脱离微波环境进行质量测量：大部分的电子测量仪器与组件都容易因微波干扰而烧毁或无法动作，因此受热物于微波腔体中难以使用一般仪器进行质量测量，本系统由于装填有密封盒的传导半腔体可以轻易且反复进出复合加热模块，因此可以将加热工艺安排为多个分段，每个分段间该装填有密封盒的传导半腔体已脱离微波腔体，因此得以使用一般的仪器与组件测量受热物的质量特性，并据以调整后续分段的加热功率等，确保受热物最后的加工质量。
7.能弹性组合微波加热与传导加热的混合加热程序：现有的微波加热方法容易产生冷热点的温度差，而现有的传导加热虽无冷热点温度问题，但加热效率差，加热时间久，本发明可依受热物特性适当调配微波加热与传导加热的使用时机。
8.腔体具有自转功能可提高温度均匀性：本发明安排有一自转承接转盘等机构，受热物在微波腔体内自转可减低微波加热在圆周方向造成的温度差异。