(57)【要約】【課題】多くの被殺菌物を同時に殺菌できるとともに、少量の冷却水でむらなく冷却できる、加熱殺菌装置を提供する。【解決手段】加熱殺菌装置１０は、殺菌槽１２と、被殺菌物Ｘを支持するトレイ１４と、加熱手段１８と、冷却手段１６とを備えている。加熱手段１８は、殺菌槽１２の内部に水蒸気を供給する水蒸気供給管８６を有している。冷却手段１６は、殺菌槽１２の内部に冷却水を噴射する複数の噴水ノズル６８ａ〜６８ｆと、複数のノズル取付け部７４ａ〜７４ｆとを有している。ノズル取付け部７４ａ，７４ｆ，７４ｃの取付け面７２ａ，７２ｆ，７２ｃの少なくとも一部は、殺菌槽１２の内面６６ａに設けられた開口部７０ａ，７０ｆ，７０ｃに臨んで殺菌槽１２の内面６６ａよりも外側に配置されている。取付け面７２ａ，７２ｆ，７２ｃの外周部と開口部７０ａ，７０ｆ，７０ｃの内周部との間には、水蒸気の漏れを防ぐ壁部８４が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被殺菌物を収容する殺菌槽と、
前記殺菌槽の内部に水平に配置され、前記被殺菌物を支持するトレイと、
前記被殺菌物を加熱する加熱手段と、
前記被殺菌物を冷却する冷却手段とを備え、
前記加熱手段は、前記殺菌槽の内部に水蒸気を供給する水蒸気供給管を有しており、
前記冷却手段は、前記殺菌槽の内部に冷却水を噴射する複数の噴水ノズルと、前記噴水ノズルが取り付けられる取付け面を有する複数のノズル取付け部と、前記噴水ノズルに前記冷却水を供給する給水管とを有しており、
少なくとも１つの前記ノズル取付け部の前記取付け面の少なくとも一部は、前記殺菌槽の内面に設けられた開口部に臨んで前記殺菌槽の内面よりも外側に配置されており、
前記開口部に臨む前記取付け面の外周部と前記開口部の内周部との間には、前記水蒸気の漏れを防ぐ壁部が設けられている、加熱殺菌装置。
【請求項２】
前記開口部に臨む前記取付け面に取り付けられた前記噴水ノズルの噴射口は、前記殺菌槽の内面よりも外側に配置されており、
前記壁部の内面は、前記噴水ノズルの噴射角を有効に確保できる程度に前記開口部に向けて広がる円錐状に形成されている、請求項１に記載の加熱殺菌装置。
【請求項３】
前記殺菌槽は、水平方向に延びる軸を有する円筒状の本体部を有しており、
複数の前記噴水ノズルは、前記トレイに対して平行方向、かつ、前記軸に対して直交方向に向けて設けられており、
前記取付け面が臨む前記開口部は、前記軸から上方または下方に離間した位置に設けられている、請求項１または２に記載の加熱殺菌装置。
【請求項４】
前記加熱手段は、
前記給水管から分岐して配管され、前記殺菌槽の内部で加熱された水を加熱水として前記給水管に与える熱水管と、
前記冷却水を前記給水管に通して前記噴水ノズルに供給する冷却用管路と前記加熱水を前記熱水管および前記給水管に通して前記噴水ノズルに供給する加熱用管路とを切り換え可能に構成された管路切換手段とを有する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の加熱殺菌装置。
【請求項５】
前記殺菌槽の内部に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段を備え、
前記圧縮空気供給手段は、前記殺菌槽の内部に連通する圧縮空気供給管を有している、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の加熱殺菌装置。
【請求項６】
前記殺菌槽の内部の空気および水蒸気を排出する排気手段と、
前記殺菌槽の内部の水を排出する排水手段とを備え、
前記排気手段は、前記殺菌槽の内部に連通する第１排気管と、前記第１排気管の管路を開閉する第１開閉弁とを有しており、
前記排水手段は、前記殺菌槽の内部に連通する排水管と、前記排水管の管路を開閉する第２開閉弁とを有している、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の加熱殺菌装置。
【請求項７】
前記排気手段は、前記殺菌槽の内部に連通する第２排気管と、前記第２排気管の排気流量を調節する排気調節弁とを有している、請求項６に記載の加熱殺菌装置。
【請求項８】
前記排気手段および前記排水手段から排出された前記空気、前記水蒸気および前記水の混合体を冷却する冷却器を備え、
前記冷却器は、前記混合体を通す内管と、前記内管の外側に設けられた外管と、前記外管の両端部において前記外管の内面と前記内管の外面との隙間を封止する２つの封止部と、前記外管の管壁に設けられた第１給水口と、２つの前記封止部の間において前記内管の管壁に設けられた第２給水口とを有しており、
前記第２給水口は、前記第１給水口よりも前記内管を流れる前記混合体の流れの上流側に設けられている、請求項６または７に記載の加熱殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レトルトパウチ、含気容器、瓶詰および缶詰などの食品等を密封包装した被殺菌物を加熱殺菌する加熱殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の加熱殺菌装置が特許文献１，２，３に記載されている。特許文献１の加熱殺菌装置は、殺菌槽に収容された被殺菌物を水蒸気で加熱殺菌するものであり、殺菌後に被殺菌物を冷却する際には、殺菌槽の内部が冷却水で満たされる。特許文献２の加熱殺菌装置は、殺菌槽に収容された被殺菌物を水蒸気で加熱殺菌するものであり、殺菌後に被殺菌物を冷却する際には、被殺菌物に対して上方から冷却水が散水される。特許文献３の加熱殺菌装置は、殺菌槽に収容された被殺菌物を熱水で加熱殺菌するものであり、殺菌後に被殺菌物を冷却する際には、被殺菌物に対して側方から冷却水が噴射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２９６３５号公報
【特許文献２】特開平１０−２９５３４３号公報
【特許文献３】実開昭６３−１６５１９５号公報
【０００４】
しかしながら、特許文献１の加熱殺菌装置では、被殺菌物を冷却する際に、殺菌槽の内部が冷却水で満たされるので、冷却工程において多量の冷却水を要するという問題があった。特許文献２の加熱殺菌装置では、被殺菌物を冷却する際に、被殺菌物に対して冷却水が上方から散水されるので、被殺菌物の全体をむらなく冷却することが困難であった。特許文献３の加熱殺菌装置では、冷却水を噴射するスプレー部が殺菌槽の内面よりも内側におけるトレイの側方に設けられているので、トレイのサイズを大きくすることが困難であり、同時に殺菌できる被殺菌物の数が少なくなっていた。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、多くの被殺菌物を同時に殺菌できるとともに、少量の冷却水でむらなく冷却できる、加熱殺菌装置を提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る加熱殺菌装置の特徴は、被殺菌物を収容する殺菌槽と、前記殺菌槽の内部に水平に配置され、前記被殺菌物を支持するトレイと、前記被殺菌物を加熱する加熱手段と、前記被殺菌物を冷却する冷却手段とを備え、前記加熱手段は、前記殺菌槽の内部に水蒸気を供給する水蒸気供給管を有しており、前記冷却手段は、前記殺菌槽の内部に冷却水を噴射する複数の噴水ノズルと、前記噴水ノズルが取り付けられる取付け面を有する複数のノズル取付け部と、前記噴水ノズルに前記冷却水を供給する給水管とを有しており、少なくとも１つの前記ノズル取付け部の前記取付け面の少なくとも一部は、前記殺菌槽の内面に設けられた開口部に臨んで前記殺菌槽の内面よりも外側に配置されており、前記開口部に臨む前記取付け面の外周部と前記開口部の内周部との間には、前記水蒸気の漏れを防ぐ壁部が設けられていることにある。
【０００７】
この構成では、少なくとも１つのノズル取付け部の取付け面の少なくとも一部は、殺菌槽の内面に設けられた開口部に臨んで殺菌槽の内面よりも外側に配置されているので、噴水ノズルのうち殺菌槽の内面から内側に突出する部分が小さくなる。したがって、特許文献３に記載された加熱殺菌装置に比べて、より大きなトレイの使用が可能となり、同時に殺菌できる被殺菌物の数を増やすことができる。また、開口部に臨む取付け面の外周部と開口部の内周部との間に設けられた壁部によって、水蒸気の漏れを防止できる。さらに、複数の噴水ノズルから冷却水を噴射して被殺菌物を冷却するので、少量の冷却水でむらなく冷却できる。
【０００８】
本発明に係る加熱殺菌装置の他の特徴は、前記開口部に臨む前記取付け面に取り付けられた前記噴水ノズルの噴射口は、前記殺菌槽の内面よりも外側に配置されており、前記壁部の内面は、前記噴水ノズルの噴射角を有効に確保できる程度に前記開口部に向けて広がる円錐状に形成されていることにある。
【０００９】
この構成では、開口部に臨む取付け面に取り付けられた噴水ノズルの噴射口は、殺菌槽の内面よりも外側に配置されているので、噴水ノズルは、殺菌槽の内面から内側に突出しない。したがって、より大きなトレイの使用が可能となり、同時に殺菌できる被殺菌物の数を増やすことができる。また、壁部の内面は、噴水ノズルの噴射角を有効に確保できる程度に開口部に向けて広がる円錐状に形成されているので、噴水ノズルから噴射された冷却水が開口部の内周部に当たることを防止できる。
【００１０】
本発明に係る加熱殺菌装置の他の特徴は、前記殺菌槽は、水平方向に延びる軸を有する円筒状の本体部を有しており、複数の前記噴水ノズルは、前記トレイに対して平行方向、かつ、前記軸に対して直交方向に向けて設けられており、前記取付け面が臨む前記開口部は、前記軸から上方または下方に離間した位置に設けられていることにある。
【００１１】
円筒状の殺菌槽の横幅は、上下方向の中央部において最も広くなっており、軸から上方または下方に離間するにつれて狭くなっている。上記構成では、取付け面が臨む開口部は、軸から上方または下方に離間した位置に設けられているので、殺菌槽の横幅が狭くなった部分において、殺菌槽の内部から噴水ノズルを後退させることができる。これにより、トレイの設置スペースを効率よく確保できる。
【００１２】
本発明に係る加熱殺菌装置の他の特徴は、前記加熱手段は、前記給水管から分岐して配管され、前記殺菌槽の内部で加熱された水を加熱水として前記給水管に与える熱水管と、前記冷却水を前記給水管に通して前記噴水ノズルに供給する冷却用管路と前記加熱水を前記熱水管および前記給水管に通して前記噴水ノズルに供給する加熱用管路とを切り換え可能に構成された管路切換手段とを有することにある。
【００１３】
この構成では、管路切換手段で加熱用管路を選択することによって、噴水ノズルから加熱水を噴射できる。つまり、加熱手段は、被殺菌物を水蒸気で殺菌する機能と、被殺菌物を加熱水で殺菌する機能とを有している。作業者は、水蒸気を用いた蒸気殺菌運転と、加熱水を用いたスプレー殺菌運転とを切り換えて加熱殺菌装置を運転することができる。
【００１４】
本発明に係る加熱殺菌装置の他の特徴は、前記殺菌槽の内部に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段を備え、前記圧縮空気供給手段は、前記殺菌槽の内部に連通する圧縮空気供給管を有していることにある。
【００１５】
この構成では、殺菌槽の内部の圧力すなわち被殺菌物の外部の圧力（外圧）を圧縮空気で調節できるので、加熱殺菌の工程で被殺菌物の内部の圧力（内圧）が高くなった場合でも、外圧を内圧よりも高くすることが可能であり、被殺菌物の破裂を防止できる。
【００１６】
本発明に係る加熱殺菌装置の他の特徴は、前記殺菌槽の内部の空気および水蒸気を排出する排気手段と、前記殺菌槽の内部の水を排出する排水手段とを備え、前記排気手段は、前記殺菌槽の内部に連通する第１排気管と、前記第１排気管の管路を開閉する第１開閉弁とを有しており、前記排水手段は、前記殺菌槽の内部に連通する排水管と、前記排水管の管路を開閉する第２開閉弁とを有していることにある。
【００１７】
この構成では、殺菌槽の内部の空気、水蒸気および水を必要に応じて排出できる。
【００１８】
本発明に係る加熱殺菌装置の他の特徴は、前記排気手段は、前記殺菌槽の内部に連通する第２排気管と、前記第２排気管の排気流量を調節する排気調節弁とを有していることにある。
【００１９】
この構成では、第１排気管の管路が閉じられている場合でも、第２排気管の管路から空気および水蒸気を排出できるので、殺菌槽の内部に空気および水蒸気の流れを常に生じさせることができる。これにより、殺菌槽の内部の温度を均一にできるとともに、殺菌槽の内部の圧力変動を緩和できる。また、第２排気管の排気流量を排気調節弁で調節することによって、空気および水蒸気の流れを適切に保つことができる。
【００２０】
本発明に係る加熱殺菌装置の他の特徴は、前記排気手段および前記排水手段から排出された前記空気、前記水蒸気および前記水の混合体を冷却する冷却器を備え、前記冷却器は、前記混合体を通す内管と、前記内管の外側に設けられた外管と、前記外管の両端部において前記外管の内面と前記内管の外面との隙間を封止する２つの封止部と、前記外管の管壁に設けられた第１給水口と、２つの前記封止部の間において前記内管の管壁に設けられた第２給水口とを有しており、前記第２給水口は、前記第１給水口よりも前記内管を流れる前記混合体の流れの上流側に設けられていることにある。
【００２１】
この構成では、混合体を冷却器で冷却できるので、殺菌槽の圧力変動を抑制するために混合体を大気中に排出する場合でも、廃熱による問題は生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る加熱殺菌装置の構成を模式的に示す正面図である。
【図２】実施形態に係る加熱殺菌装置の構成を模式的に示す横断面図である。
【図３】加熱殺菌装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図４】図１の加熱殺菌装置における噴水ノズルの取付け構造を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は側面図である。
【図５】冷却器の構成を示す断面図である。
【図６】制御部による蒸気殺菌運転の制御動作を示すフロー図である。
【図７】制御部によるスプレー殺菌運転の制御動作を示すフロー図である。
【図８】他の実施形態に係る加熱殺菌装置の構成を模式的に示す正面図である。
【図９】図８の加熱殺菌装置における噴水ノズルの取付け構造を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る加熱殺菌装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る加熱殺菌装置１０の構成を模式的に示す正面図である。図２は、加熱殺菌装置１０の構成を模式的に示す横断面図である。図３は、加熱殺菌装置１０の制御システム２８の構成を示すブロック図である。図４は、加熱殺菌装置１０における噴水ノズル６８ａ〜６８ｆの取付け構造を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は側面図である。図５は、冷却器２６の構成を示す縦断面図である。なお、本実施形態の説明で用いる「上・下・前・後」の各方向は、図１中に矢印で示すこれらの方向と一致する。また、本実施形態の説明で用いる「上・下・左・右」の各方向は、図２中に矢印で示すこれらの方向と一致する。
【００２４】
（加熱殺菌装置１０の構成）
図１に示すように、加熱殺菌装置１０は、食品などを密封包装した被殺菌物Ｘを加熱殺菌するものであり、殺菌槽１２、複数（本実施形態では６つ）のトレイ１４、冷却手段１６および加熱手段１８を備えている。また、加熱殺菌装置１０は、圧縮空気供給手段２０、排気手段２２、排水手段２４および冷却器２６を備えている。
【００２５】
図３に示すように、加熱殺菌装置１０の制御システム２８は、制御部３０と、制御部３０によって制御される第１開閉弁３２ａ、第２開閉弁３２ｂ、第３開閉弁３２ｃ、第４開閉弁３２ｄ、第５開閉弁３２ｅ、第６開閉弁３２ｆ、ポンプ３４および三方弁３６とを備えている。また、制御システム２８は、制御部３０に対して制御に必要な情報を与える操作パネル３８、タイマー４０、温度センサー４２、圧力センサー４４、第１レベルセンサー４６ａおよび第２レベルセンサー４６ｂを備えている。
【００２６】
開閉弁３２ａ〜３２ｆで遮断する気体または液体の種類に基づいてこれらを命名するならば、第１開閉弁３２ａは「排気弁」であり、第２開閉弁３２ｂは「排水弁」であり、第３開閉弁３２ｃは「蒸気弁」である。また、第４開閉弁３２ｄは「給水弁」であり、第５開閉弁３２ｅは「圧縮空気弁」であり、第６開閉弁３２ｆは「冷水弁」である。
【００２７】
図１に示すように、殺菌槽１２は、被殺菌物Ｘを収容するものであり、水平方向に延びる軸Ｐを有する円筒状の本体部５０を有している。本体部５０の軸方向一方端部（後端部）は、閉塞板５２によって閉塞されており、本体部５０の軸方向他方端部（前端部）には、開口部５４が形成されている。開口部５４には、円板状の蓋部５６が開閉可能に取り付けられている。
【００２８】
殺菌槽１２の上部には、殺菌槽１２の内部の空気および水蒸気を排出する排気口５８が設けられており、殺菌槽１２の下部には、殺菌槽１２の内部の水を溜める排水ピット６０が設けられている。排水ピット６０には、そこに溜められた水を排出する排水口６２が設けられている。
【００２９】
また、殺菌槽１２の上部には、殺菌槽１２の内部の温度を検知する温度センサー４２と、殺菌槽１２の内部の圧力を検知する圧力センサー４４とが設けられている。殺菌槽１２の下部には、水位が予め設定され設定範囲の上限に達したことを検知する第１レベルセンサー４６ａが設けられており、排水ピット６０には、水位が上記設定範囲の下限に達したことを検知する第２レベルセンサー４６ｂが設けられている。さらに、図２に示すように、殺菌槽１２の内部には、トレイ１４を支持する複数（本実施形態では６つ）の支持部６４が上下方向に間隔を隔てて設けられている。
【００３０】
図２に示すように、殺菌槽１２を構成する周壁部６６の内面６６ａには、噴水ノズル６８ａ〜６８ｆを取り付けるための複数（本実施形態では６つ）の開口部７０ａ〜７０ｆが設けられている。本実施形態では、殺菌槽１２の軸Ｐを挟んだ水平方向の一方側（右側）に、３つの開口部７０ａ，７０ｂ，７０ｃが周方向に間隔を隔てて設けられており、殺菌槽１２の軸Ｐを挟んだ水平方向の他方側（左側）に、３つの開口部７０ｄ，７０ｅ，７０ｆが周方向に間隔を隔てて設けられている。一方側（右側）の開口部７０ａ，７０ｂ，７０ｃは、トレイ１４の後部に対応して配置されている。他方側（左側）の開口部７０ｄ，７０ｅ，７０ｆは、トレイ１４の前部に対応して、一方側の開口部７０ａ，７０ｂ，７０ｃに対して上下方向にずれて配置されている。
【００３１】
図２に示すように、トレイ１４は、殺菌槽１２の内部で被殺菌物Ｘを支持するものであり、平面視で四角形の板状に形成されている。上記の支持部６４は、軸Ｐに対して平行（前後方向）に延びる一対の支持片６４ａ，６４ｂを有しており、トレイ１４の２つの側端部が支持片６４ａ，６４ｂに載せられている。
【００３２】
図２に示すように、冷却手段１６は、被殺菌物Ｘを冷却するものであり、殺菌槽１２の内部に冷却水を噴射する複数の噴水ノズル６８ａ〜６８ｆと、噴水ノズル６８ａ〜６８ｆが取り付けられる取付け面７２ａ〜７２ｆを有する複数のノズル取付け部７４ａ〜７４ｆと、噴水ノズル６８ａ〜６８ｆに冷却水を供給する給水管７６と、給水管７６の管路を開閉する第４開閉弁３２ｄと、給水管７６に設けられたポンプ３４とを有している。
【００３３】
以下には、図２に示すノズル取付け部７４ａ〜７４ｆの構成について、ノズル取付け部７４ａを例に挙げて説明する。図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、ノズル取付け部７４ａは、円筒状の本体部７８を有している。本体部７８の一方端部には、第１雌ねじ部７８ａが設けられており、本体部７８の他方端部には、第２雌ねじ部７８ｂが設けられている。第１雌ねじ部７８ａには、継手８０を介して給水管７６が接続されており、第２雌ねじ部７８ｂには、噴水ノズル６８ａの雄ねじ部８２が螺合されている。なお、図４（Ａ），（Ｂ）では、噴水ノズル６８ａを仮想線（二点鎖線）で示している。
【００３４】
本体部７８の第２雌ねじ部７８ｂが開口された端面すなわち取付け面７２ａには、本体部７８の軸方向に突出する円筒状の壁部８４が設けられており、この壁部８４の外周部が、開口部７０ａの内周部に溶接等の接合手段で接合されている。つまり、取付け面７２ａは、開口部７０ａに臨んで殺菌槽１２の内面６６ａよりも外側に配置されており、取付け面７２ａの外周部と開口部７０ａの内周部との間には、水蒸気の漏れを防ぐ壁部８４が設けられている。壁部８４のうち殺菌槽１２の内面６６ａから内側に突出する部分は切除されている。
【００３５】
図２に示すように、壁部８４の外周部が開口部７０ａの内周部に接合された状態において、取付け面７２ａは、トレイ１４に対して平行方向、かつ、軸Ｐに対して直交方向に向けて配置されている。したがって、取付け面７２ａに取り付けられた噴水ノズル６８ａは、トレイ１４に対して平行方向、かつ、軸Ｐに対して直交方向に向けられている。
【００３６】
本発明の加熱殺菌装置は、「少なくとも１つのノズル取付け部の取付け面の少なくとも一部が、殺菌槽の内面に設けられた開口部に臨んで殺菌槽の内面よりも外側に配置されていること」を特徴とする。この特徴を満たすために、本実施形態では、図２に示すノズル取付け部７４ａ，７４ｆの取付け面７２ａ，７２ｆの全体が、開口部７０ａ，７０ｆに臨んで殺菌槽１２の内面６６ａよりも外側に配置されている。また、図２に示すノズル取付け部７４ｃの取付け面７２ｃの一部が、開口部７０ｃに臨んで殺菌槽１２の内面６６ａよりも外側に配置されている。
【００３７】
また、ノズル取付け部７４ｂ，７４ｄ，７４ｅでは、取付け面７２ｂ，７２ｄ，７２ｅが殺菌槽１２の内面６６ａよりも内側に配置されているので、本体部７８の外周部が開口部７０ｂ，７０ｄ，７０ｅの内周部に接合されている。ノズル取付け部７４ｃでは、取付け面７２ｃの一部が殺菌槽１２の内面６６ａよりも内側に配置されているので、本体部７８の外周部の一部が開口部７０ｃの内周部に接合されている。
【００３８】
取付け面７２ａ，７２ｆ，７２ｃが臨む開口部７０ａ，７０ｆ，７０ｃは、軸Ｐから上方または下方に離間した位置に設けられている。また、軸Ｐを水平方向から挟んだ一方側（右側）の３つの噴水ノズル６８ａ，６８ｂ，６８ｃおよび他方側（左側）の３つの噴水ノズル６８ｄ，６８ｅ，６８ｆは、上下方向に直線状に並んで配置されている。
【００３９】
図１に示すように、加熱手段１８は、被殺菌物Ｘを加熱するものであり、殺菌槽１２の内部に水蒸気を供給する水蒸気供給管８６と、水蒸気供給管８６の管路を開閉する第３開閉弁３２ｃとを有している。水蒸気供給管８６の蒸気噴射口８６ａは、殺菌槽１２の内部空間の下部に配置されている。また、加熱手段１８は、給水管７６と、給水管７６から分岐して配管され、殺菌槽１２の内部で加熱された水を加熱水として給水管７６に与える熱水管８８と、三方弁３６とを有している。熱水管８８の上流側の端部は、排水口６２に接続されて殺菌槽１２の内部に連通されており、熱水管８８の下流側の端部は、三方弁３６を介して給水管７６に接続されている。
【００４０】
三方弁３６は、「管路切換手段」として機能するものであり、冷却水を給水管７６に通して噴水ノズル６８ａ〜６８ｆに供給する冷却用管路９２と加熱水を熱水管８８および給水管７６に通して噴水ノズル６８ａ〜６８ｆに供給する加熱用管路９４とを切り換え可能に構成されている。
【００４１】
図１に示すように、圧縮空気供給手段２０は、殺菌槽１２の内部に圧縮空気を供給するものであり、水蒸気供給管８６を介して殺菌槽１２の内部に連通する圧縮空気供給管９６と、圧縮空気供給管９６の管路を開閉する第５開閉弁３２ｅとを有している。本実施形態では、水蒸気供給管８６から分岐して圧縮空気供給管９６が設けられており、分岐部の下流側においては、圧縮空気が水蒸気供給管８６に通して殺菌槽１２の内部に与えられる。
【００４２】
図１に示すように、排気手段２２は、殺菌槽１２の内部の空気および水蒸気を排出するものであり、殺菌槽１２の内部に連通する第１排気管９８と、第１排気管９８の管路を開閉する第１開閉弁３２ａとを有している。第１排気管９８の上流側の端部は、排気口５８に接続されており、第１排気管９８の下流側の端部は、冷却器２６に接続されている。
【００４３】
また、排気手段２２は、殺菌槽１２の内部に連通する第２排気管１００と、第２排気管１００の排気流量を調節する排気調節弁１０２とを有している。第２排気管１００は、第１排気管９８から分岐してこれと並列に設けられている。
【００４４】
図１に示すように、排水手段２４は、殺菌槽１２の内部の水を排出するものであり、殺菌槽１２の内部に連通する排水管１０４と、排水管１０４の管路を開閉する第２開閉弁３２ｂとを有している。排水管１０４の上流側の端部は、排水口６２に接続されており、排水管１０４の下流側の端部は、冷却器２６に接続されている。
【００４５】
図５に示すように、冷却器２６は、図１に示す排気手段２２および排水手段２４から排出された空気、水蒸気および水の混合体を冷却するものであり、混合体を通す内管１０６と、内管１０６の外側に設けられた外管１０８と、外管１０８の両端部において外管１０８の内面と内管１０６の外面との隙間を封止する２つの封止部１１０ａ，１１０ｂとを有している。外管１０８の内径は、内管１０６の外径よりも大きく定められており、外管１０８の長さは、内管１０６の長さよりも短く定められている。
【００４６】
また、冷却器２６は、外管１０８の管壁に設けられた第１給水口１１２と、２つの封止部１１０ａ，１１０ｂの間において内管１０６の管壁に設けられた第２給水口１１４とを有している。本実施形態の第２給水口１１４は、複数の孔であり、第１給水口１１２よりも内管１０６を流れる混合体の流れの上流側に設けられている。
【００４７】
そして、図１に示すように、内管１０６（図５）の上流側の端部には、第１排気管９８、第２排気管１００および排水管１０４の下流側の端部が連通されており、内管１０６（図５）の下流側の端部は、図示しない排出管を介して大気中に連通されている。また、第１給水口１１２には、給水管７６から分岐して配管された給水枝管１１６の下流側の端部が接続されており、給水枝管１１６には、第６開閉弁３２ｆが設けられている。
【００４８】
図３に示す制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータであり、ＲＯＭには、「蒸気殺菌運転」および「スプレー殺菌運転」のそれぞれに関する制御プログラムが格納されている。制御部３０に電気的に接続された開閉弁３２ａ〜３２ｆ、ポンプ３４および三方弁３６は、制御プログラムに従ってその動作が制御される。図１に示すように、制御部３０は、殺菌槽１２から独立して設けられた制御盤１１８に組み込まれている。
【００４９】
（加熱殺菌装置１０の動作）
図６は、制御部３０による「蒸気殺菌運転」の制御動作を示すフロー図である。図７は、制御部３０による「スプレー殺菌運転」の制御動作を示すフロー図である。
【００５０】
図１および図２に示す加熱殺菌装置１０を用いて被殺菌物Ｘを加熱殺菌するとき、作業者は、まず、殺菌槽１２の内部に被殺菌物Ｘが載置されたトレイ１４を収納する。続いて、操作パネル３８（図３）のボタンを操作して各種の運転条件を入力し、その後、操作パネル３８の運転開始スイッチを押す。ここで、各種の運転条件には、「蒸気殺菌運転」および「スプレー殺菌運転」などの制御プログラムのほか、殺菌温度および殺菌時間などの具体的な数値が含まれる。
【００５１】
（蒸気殺菌運転の制御動作）
作業者が操作パネル３８（図３）に設けられた「蒸気殺菌運転」の運転開始スイッチを押すと、制御部３０は、図６に示すフロー図に従って、ステップＳ１〜Ｓ１３の各工程、すなわち「脱気工程」、「第１昇温工程」、「第１殺菌工程」、「第２昇温工程」、「第２殺菌工程」、「冷却工程」および「排水工程」を実行する。
【００５２】
ステップＳ１の「脱気工程」において、制御部３０は、水蒸気供給管８６に設けられた第３開閉弁（蒸気弁）３２ｃを開くとともに、第１排気管９８に設けられた第１開閉弁３２ａ（排気弁）を開く。すると、殺菌槽１２の内部に水蒸気が供給されるとともに、殺菌槽１２の内部の空気が水蒸気によって排気口５８から押し出される。
【００５３】
ステップＳ３の「第１昇温工程」において、制御部３０は、殺菌槽１２に水蒸気を供給するように、第３開閉弁（蒸気弁）３２ｃを開く。また、制御部３０は、圧力センサー４４が検知する圧力（以下、「検知圧力」という。）が予め設定された圧力範囲内となるように、圧縮空気供給管９６に設けられた第５開閉弁（圧縮空気弁）３２ｅを制御する。つまり、検知圧力が上記圧力範囲の最低値よりも低くなったときに第５開閉弁（圧縮空気弁）３２ｅを開き、検知圧力が上記圧力範囲の最高値よりも高くなったときに第５開閉弁（圧縮空気弁）３２ｅを閉じる。そして、温度センサー４２が検知する殺菌槽１２の内部の温度が予め設定された第１温度に達すると、次のステップＳ５に進む。
【００５４】
ステップＳ５の「第１殺菌工程」において、制御部３０は、温度センサー４２が検知する温度（以下、「検知温度」という。）が予め設定された第１温度範囲内となるように、第３開閉弁（蒸気弁）３２ｃを制御する。つまり、検知温度が上記第１温度範囲の最低値よりも低くなったときに第３開閉弁（蒸気弁）３２ｃを開き、検知温度が上記第１温度範囲の最高値よりも高くなったときに第３開閉弁（蒸気弁）３２ｃを閉じる。また、制御部３０は、圧力センサー４４が検知する圧力（以下、「検知圧力」という。）が予め設定された圧力範囲内となるように、第５開閉弁（圧縮空気弁）３２ｅを制御する。つまり、検知圧力が上記圧力範囲の最低値よりも低くなったときに第５開閉弁（圧縮空気弁）３２ｅを開き、検知圧力が上記圧力範囲の最高値よりも高くなったときに第５開閉弁（圧縮空気弁）３２ｅを閉じる。そして、タイマー４０によって計測される時間が予め設定された時間に達すると、次のステップＳ７に進む。
【００５５】
ステップＳ７の「第２昇温工程」において、制御部３０は、殺菌槽１２に水蒸気を供給するように、第３開閉弁（蒸気弁）３２ｃを開く。また、制御部３０は、圧力センサー４４が検知する圧力（以下、「検知圧力」という。）が予め設定された圧力範囲内となるように、圧縮空気供給管９６に設けられた第５開閉弁（圧縮空気弁）３２ｅを制御する。つまり、検知圧力が上記圧力範囲の最低値よりも低くなったときに第５開閉弁（圧縮空気弁）３２ｅを開き、検知圧力が上記圧力範囲の最高値よりも高くなったときに第５開閉弁（圧縮空気弁）３２ｅを閉じる。そして、温度センサー４２が検知する殺菌槽１２の内部の温度が予め設定された第２温度に達すると、次のステップＳ９に進む。
【００５６】
ステップＳ９の「第２殺菌工程」において、制御部３０は、温度センサー４２が検知する温度（以下、「検知温度」という。）が予め設定された第２温度範囲内となるように、第３開閉弁（蒸気弁）３２ｃを制御する。つまり、検知温度が上記第２温度範囲の最低値よりも低くなったときに第３開閉弁（蒸気弁）３２ｃを開き、検知温度が上記第１温度範囲の最高値よりも高くなったときに第３開閉弁（蒸気弁）３２ｃを閉じる。また、制御部３０は、圧力センサー４４が検知する圧力（以下、「検知圧力」という。）が予め設定された圧力範囲内となるように、第５開閉弁（圧縮空気弁）３２ｅを制御する。つまり、検知圧力が上記圧力範囲の最低値よりも低くなったときに第５開閉弁（圧縮空気弁）３２ｅを開き、検知圧力が上記圧力範囲の最高値よりも高くなったときに第５開閉弁（圧縮空気弁）３２ｅを閉じる。そして、タイマー４０によって計測される時間が予め設定された時間に達すると、次のステップＳ１１に進む。
【００５７】
ステップＳ１１の「冷却工程」において、制御部３０は、三方弁３６を操作して熱水管８８の管路を遮断し、かつ、第４開閉弁（給水弁）３２ｄを開いて、冷却水を噴水ノズル６８ａ〜６８ｆに供給する。また、制御部３０は、レベルセンサー４６ａ，４６ｂが検知する殺菌槽１２の内部の水位が予め設定された範囲内となるように、第２開閉弁（排水弁）３２ｂを制御する。つまり、制御部３０は、殺菌槽１２内の水位が設定範囲内の上限に達したことを第１レベルセンサー４６ａが検知したときに第２開閉弁（排水弁）３２ｂを開き、当該水位が設定範囲内の下限に達したことを第２レベルセンサー４６ｂが検知したときに第２開閉弁（排水弁）３２ｂを閉じる。そして、タイマー４０によって計測される時間が予め設定された時間に達すると、次のステップＳ１３に進む。
【００５８】
ステップＳ１３の「排水工程」において、制御部３０は、第１排気管９８に設けられた第１開閉弁３２ａ（排気弁）を開くとともに、排水管１０４に設けられた第２開閉弁３２ｂ（排水弁）を開く。すると、殺菌槽１２の内部の空気が排気口５８から排気されるとともに、殺菌槽１２の内部の水が排水口６２から排水される。
【００５９】
（スプレー殺菌運転の制御動作）
作業者が操作パネル３８（図３）に設けられた「スプレー殺菌運転」の運転開始スイッチを押すと、制御部３０は、図７に示すフロー図に従って、ステップＳ２１〜Ｓ３３の各工程、すなわち「脱気工程」、「第１昇温工程」、「第１殺菌工程」、「第２昇温工程」、「第２殺菌工程」、「冷却工程」および「排水工程」を実行する。
【００６０】
図７に示す「スプレー殺菌運転」における各工程の動作は、加熱媒体が「水蒸気」から「加熱水」に変更される点を除いて、図６に示す「蒸気殺菌運転」における各工程の動作と同じである。つまり、図６に示す「蒸気殺菌運転」のステップＳ１〜Ｓ９では、制御部３０は、第４開閉弁（給水弁）３２ｄを閉じた状態で第３開閉弁（蒸気弁）３２ｃを開き、水蒸気供給管８６から殺菌槽１２の内部に水蒸気を供給する。これに対して、図７に示す「スプレー殺菌運転」のステップＳ２１〜Ｓ２９では、制御部３０は、第４開閉弁（給水弁）３２ｄを開いた状態で、三方弁３６を操作して加熱用管路９４（図１）を選択し、噴水ノズル６８ａ〜６８ｆから殺菌槽１２の内部に加熱水を噴射させる。
【００６１】
（加熱殺菌装置１０の効果）
本実施形態によれば、上記構成により以下の各効果を奏することができる。すなわち、図４（Ａ）に示すように、少なくとも１つのノズル取付け部７４ａ〜７４ｆの取付け面７２ａ〜７２ｆの少なくとも一部は、殺菌槽１２の内面６６ａに設けられた開口部７０ａ〜７０ｆに臨んで殺菌槽１２の内面６６ａよりも外側に配置されているので、噴水ノズル６８ａ〜６８ｆのうち殺菌槽１２の内面６６ａから内側に突出する部分が小さくなる。したがって、大きなトレイ１４の使用が可能となり、多くの被殺菌物Ｘを同時に殺菌できる。
【００６２】
また、開口部７０ａ，７０ｆ，７０ｃに臨む取付け面７２ａ，７２ｆ，７２ｃの外周部と開口部７０ａ，７０ｆ，７０ｃの内周部との間に設けられた壁部８４によって、水蒸気の漏れを防止できる。さらに、噴水ノズル６８ａ〜６８ｆから冷却水を噴射して被殺菌物Ｘを冷却するので、被殺菌物Ｘを少量の冷却水でむらなく冷却できる。
【００６３】
図２に示すように、取付け面７２ａ，７２ｆ，７２ｃが臨む開口部７０ａ，７０ｆ，７０ｃは、軸Ｐから上方または下方に離間した位置に設けられている。また、軸Ｐを水平方向から挟んだ一方側（右側）の３つの噴水ノズル６８ａ，６８ｂ，６８ｃおよび他方側（左側）の３つの噴水ノズル６８ｄ，６８ｅ，６８ｆは、上下方向に直線状に並んで配置されている。したがって、複数の噴水ノズルが上下方向に並べられることを前提とすると、取付け面７２ａ，７２ｆ，７２ｃが殺菌槽１２の内面６６ａよりも内側に配置される場合に比べて、噴水ノズル６８ａ〜６８ｆの全体を殺菌槽１２の内部から後退させることが可能であり、トレイ１４の配置スペースを広く確保できる。
【００６４】
図２に示すように、取付け面７２ａ，７２ｆ，７２ｃが臨む開口部７０ａ，７０ｆ，７０ｃは、軸Ｐから上方または下方に離間した位置に設けられているので、殺菌槽１２の横幅が狭くなった部分において、殺菌槽１２の内部から噴水ノズル６８ａ，６８ｆ，６８ｃを後退させることができる。これにより、トレイ１４の設置スペースを効率よく確保できる。
【００６５】
図１に示す三方弁３６で加熱用管路９４を選択することによって、噴水ノズル６８ａ〜６８ｆから加熱水を噴射できる。つまり、加熱手段１８は、被殺菌物Ｘを水蒸気で殺菌する機能だけでなく、被殺菌物Ｘを加熱水で殺菌する機能を有している。したがって、作業者は、水蒸気を用いた蒸気殺菌運転（図６）と、加熱水を用いたスプレー殺菌運転（図７）とを適宜選択して加熱殺菌装置１０を運転することができる。
【００６６】
図１に示す殺菌槽１２の内部の圧力すなわち被殺菌物Ｘの外部の圧力（外圧）を圧縮空気で調節できるので、加熱殺菌の工程で被殺菌物Ｘの内部の圧力（内圧）が高くなった場合でも、外圧を内圧よりも高くすることが可能であり、被殺菌物Ｘの破裂を防止できる。
【００６７】
図１に示すように、排気手段２２は、殺菌槽１２の内部に連通する第１排気管９８と、第１排気管９８の管路を開閉する第１開閉弁（排気弁）３２ａとを有しており、排水手段２４は、殺菌槽１２の内部に連通する排水管１０４と、排水管１０４の管路を開閉する第２開閉弁（排水弁）３２ｂとを有しているので、殺菌槽１２の内部の空気、水蒸気および水を必要に応じて排出できる。
【００６８】
図１に示すように、第１排気管９８とは別に第２排気管１００が設けられているので、第１排気管９８の管路が閉じられている場合でも、第２排気管１００の管路から空気および水蒸気を排出できる。したがって、殺菌槽の内部に空気および水蒸気の流れを常に生じさせることができる。また、第２排気管１００の排気流量を排気調節弁１０２で調節することによって、空気および水蒸気の流れを適切に保つことができる。これにより、殺菌槽の内部の温度を均一にできるとともに、殺菌槽の内部の圧力変動を緩和できる。
【００６９】
発明者の実験では、排気調節弁１０２を完全に閉じたときの温度分布が±１℃のとき、排気調節弁１０２を適切に開いたときの温度分布は±０．５℃以下となった。また、排気調節弁１０２を完全に閉じたときの圧力変動が１０Ｋｐａのとき、排気調節弁１０２を適切に開いたときの圧力変動は５Ｋｐａ以下となった。
【００７０】
図１に示すように、殺菌槽１２から排出された空気、水蒸気および水の混合体を冷却器２６で冷却できるので、殺菌槽１２の圧力変動を抑制するために混合体を大気中に排出する場合でも、廃熱による問題は生じ難い。発明者の実験では、冷却器２６から排出される混合体の温度が５０℃以下になった。したがって、この混合体を通常の塩化ビニル管に流した場合でも、廃熱による問題は生じない。
【００７１】
（変形例）
本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、図４（Ａ），（Ｂ）に示す壁部８４が、円筒状の部材を斜めに切断することによって形成されているが、壁部８４を形成する方法は適宜変更されてもよい。
【００７２】
「管路切換手段」の構成は、図１に示す三方弁３６に限定されるものではなく、適宜変更されてもよい。例えば、三方弁３６に代えて熱水管８８および給水管７６のそれぞれの管路を開閉する２つの開閉弁（図示省略）を設け、これらの開閉弁で冷却用管路９２と加熱用管路９４とを切り換えるようにしてもよい。この場合、２つの開閉弁（図示省略）が「管路切換手段」となる。
【００７３】
図８は、他の実施形態に係る加熱殺菌装置１２０の構成を模式的に示す正面図である。図９は、加熱殺菌装置１２０における噴水ノズル１３２の取付け構造を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は側面図である。なお、図９（Ａ），（Ｂ）では、噴水ノズル１３２を仮想線（二点鎖線）で示している。
【００７４】
図８に示すように、加熱殺菌装置１２０は、殺菌槽１２２を構成する円筒状の本体部１２４を有している。本体部１２４は、水平方向に延びる軸Ｐを有しており、本体部１２４の軸方向一方端部（後端部）は、閉塞板１２６によって閉塞されている。閉塞板１２６の内面１２６ａには、複数（本実施形態では４つ）の開口部１２８が設けられている。加熱殺菌装置１２０の冷却手段１３０は、複数（本実施形態では４つ）噴水ノズル１３２と、これらが取り付けられる複数のノズル取付け部１３４とを有している。
【００７５】
図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、複数のノズル取付け部１３４のそれぞれの取付け面１３６の全体は、開口部１２８に臨んで殺菌槽１２２の内面１２６ａよりも外側に配置されている。また、ノズル取付け面１３４に取り付けられた噴水ノズル１３２の噴射口１３２ａは、殺菌槽１２２の内面１２６ａよりも外側に配置されている。取付け面１３６の外周部と開口部１２８の内周部との間には、水蒸気の漏れを防ぐ壁部１３８が閉塞板１２６によって構成されている。壁部１３８の内面１３８ａは、噴水ノズル１３２の噴射角αを有効に確保できる程度に開口部１２８に向けて広がる円錐状に形成されている。
【００７６】
この実施形態によれば、開口部１２８に臨む取付け面１３６に取り付けられた噴水ノズル１３２の噴射口１３２ａは、殺菌槽１２２の内面１２６ａよりも外側に配置されているので、噴水ノズル１３２は、殺菌槽１２２の内面１２６ａから内側に突出しない。したがって、より大きなトレイ１４（図８）の使用が可能となり、より多くの被殺菌物Ｘを同時に殺菌できる。また、壁部１３８の内面１３８ａは、噴水ノズル１３２の噴射角αを有効に確保できる程度に開口部１２８に向けて広がる円錐状に形成されているので、噴水ノズル１３２から噴射された冷却水が開口部１２８の内周部に当たることを防止できる。
【符号の説明】
【００７７】
Ｘ…被殺菌物、α…噴射角、１０…加熱殺菌装置、１２…殺菌槽、１４…トレイ、１６…冷却手段、１８…加熱手段、２０…圧縮空気供給手段、２２…排気手段、２４…排水手段、２６…冷却器、３０…制御部、３２ａ〜３２ｆ…開閉弁、３６…三方弁、６６ａ…内面、６６…周壁部、６８ａ〜６８ｆ…噴水ノズル、７０ａ〜７０ｆ…開口部、７２ａ〜７２ｆ…取付け面、７４ａ〜７４ｆ…ノズル取付け部、７６…給水管、８４…壁部、８６…水蒸気供給管、８８…熱水管、９２…冷却用管路、９４…加熱用管路、９６…圧縮空気供給管、９８…第１排気管、１００…第２排気管、１０２…排気調節弁、１０６…内管、１０８…外管、１１０ａ，１１０ｂ…封止部、１１２…第１給水口、１１４…第２給水口、１２０…加熱殺菌装置、１３８…壁部、１３８ａ…内面。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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