(57)【要約】      （修正有）【課題】複雑な制御を要することなく、被加熱物を所望の温度に高精度に維持することができ、さらには、移送配管が局部的に過度に加熱されることを防止する。【解決手段】移送配管２の下流部と上流部とを連結する循環配管と、被加熱物を移送配管２の内部において上流部から下流部に移送するための定量ポンプ７と、被加熱物の一部を循環させるための強制循環ポンプ１２とを有し、強制循環ポンプ１２の単位時間当たり流量を定量ポンプ７の単位時間当たり流量よりも大きく設定する。そして、被加熱物の一部を、循環配管を介して移送配管２の下流部から上流部に還流させて、移送配管２および循環配管において循環させる。【選択図】図１
2010167133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性を有する被加熱物を連続的に移送する移送配管を有し、前記移送配管は少なくとも１つの絶縁性管体を備え、前記絶縁性管体のうち前記被加熱物の移送方向における上流側および下流側に一対の導電性管体が設けられており、前記両導電性管体の間に交流電圧を印加することにより、前記移送配管の内部において前記被加熱物を移送しながら加熱する加熱装置において、
前記移送配管の下流部と上流部とを連結する循環配管を設け、
前記被加熱物の一部を、前記循環配管を介して前記移送配管の下流部から上流部に還流させて、前記移送配管および前記循環配管において循環させることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記被加熱物を前記移送配管の内部において上流部から下流部に移送するための移送用ポンプと、
前記被加熱物の一部を循環させるための循環用ポンプとを有し、
前記循環用ポンプの単位時間当たり流量を前記移送用ポンプの単位時間当たり流量よりも大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱装置に係り、特に流動性を有する被加熱物を連続的に移送しながら加熱する加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば調理や殺菌等の処理のために飲食材料等を加熱することを目的として、流動性を有する飲食材料等の被加熱物を移送配管内において連続的に移送しながらジュール熱により加熱する加熱装置が、エネルギー効率が高い等の観点から多用されている。
【０００３】
図４は、従来の加熱装置の一例の要部を示す概略側面図であり、図５は、図４の加熱装置を示す等価回路図である。
【０００４】
図４に示すように、このような加熱装置２１の移送配管２２は、絶縁性管体２５ａ、２５ｂ（２５）を備えており、絶縁性管体２５のうち被加熱物の移送方向における上流側および下流側には、導電性管体２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（２６）が配設されている。また、移送配管２２の上流側には、移送配管２２内に供給された被加熱物に圧力を付与することにより、移送配管２２内において被加熱物を移送するための移送用ポンプ２７が配設されている。
【０００５】
そして、加熱装置２１は、移送配管２２の内部に供給された被加熱物に対して移送用ポンプ２７によって所定の流量Ｆ１を付与するとともに、両導電性管体２６に交流電圧を印加して移送配管２２の内部において移送される被加熱物自体に通電することにより、被加熱物を移送配管２２の内部において移送しながらジュール熱によって加熱するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２０４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図４に示す加熱装置２１は、移送用ポンプ２７による流量によって移送される被加熱物を、移送配管２２の上流側から徐々に加熱して、移送配管２２の出口部分において所望の温度とするため、絶縁性管体２５の両端部に配置される一対の導電性管体２６に対して、異なる電力源によってそれぞれ通電しなければならなかった。また、このため、加熱装置２１においては、被加熱物の移送配管２２における上流部の温度と下流部の温度とに大きな差が生じてしまっていた。
【０００８】
さらに、従来の加熱装置２１において電力供給の単純なＯＮ−ＯＦＦ制御を想定した場合、被加熱物の移送配管２２の上流部における温度ｔ１、両絶縁性管体２５ａ、２５ｂの間における温度ｔ２、移送配管２２の下流部における温度ｔ３が設定温度に達して交流ＡＣ１、ＡＣ２の電力供給が停止すると、移送配管２２の上流部において温度ｔ１が測定された被加熱物が移送配管２２の下流部に到達するまで交流ＡＣ１、ＡＣ２を再起動することができなかった。これにより、前記従来の加熱装置２１は、交流ＡＣ１、ＡＣ２を起動し、被加熱物の温度ｔ１、ｔ２、ｔ３が設定温度に達すると交流ＡＣ１、ＡＣ２の出力を停止することを繰り返さなければならないので、さらにｔ１とｔ２との温度に大きな差が生じてしまうことがあった。
【０００９】
また、移送配管２２の下流部における被加熱物の昇温が急激に速くなり、被加熱物を高い精度によって所望の温度まで加熱することが困難であった。このため、被加熱物を所望の温度まで高い精度によって加熱するためには、例えば、特許文献１に記載の加熱装置２１のように、複雑な制御体系によって被加熱物の温度を検出、制御する必要があった。また、従来の加熱装置２１においては、移送配管２２の下流部が局部的に過度に加熱されてしまうおそれがあるという問題があった。
【００１０】
さらに、ここで、図５におけるインピーダンスＺ１とＺ２とは、定められた温度における被加熱物の体積抵抗率と、移送配管２２の有効内径Ｄおよび有効長さＬ１、Ｌ２と、加熱中の被加熱物の温度ｔによって定まる。このうち、１つの加熱装置２１において移送配管２２の有効内径Ｄおよび有効長さＬ１、Ｌ２は不変であるため、インピーダンスＺ１およびＺ２を定めるにあたり影響がないが、被加熱物の温度ｔによりインピーダンスＺ１、Ｚ２は大きく変動する。
【００１１】
このため、例えば、被加熱物の温度ｔ１の目標温度を１０℃、ｔ２の目標温度を５０℃、ｔ３の目標温度を９０℃とし、両絶縁性管体２５ａ、２５ｂの有効長さＬ１、Ｌ２を等しくした場合、インピーダンスＺ１およびＺ２の比は、３：１程度となる場合が多く、各導電性管体２６への交流ＡＣ１、ＡＣ２の電源の共通化を図ることができなかった。
【００１２】
また、各導電性管体２６への交流ＡＣ１、ＡＣ２の出力電力を等しくすると、前記移送方向における上流側の絶縁性管体２５ａの長さＬ１よりも、下流側の絶縁性管体２５ｂの有効長さＬ２を短くしたり、出力電圧を異ならせる必要があり、両絶縁性管体２５の共通化や交流ＡＣ１、ＡＣ２の電源の共通化を図ることができなかった。
【００１３】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、複雑な制御を要することなく、被加熱物を所望の温度に高精度に維持することができ、さらには、移送配管が局部的に過度に加熱されることを防止することが可能な加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る加熱装置の特徴は、流動性を有する被加熱物を連続的に移送する移送配管を有し、前記移送配管は少なくとも１つの絶縁性管体を備え、前記絶縁性管体のうち前記被加熱物の移送方向における上流側および下流側に一対の導電性管体が設けられており、前記両導電性管体の間に交流電圧を印加することにより、前記移送配管の内部において前記被加熱物を移送しながら加熱する加熱装置において、前記移送配管の下流部と上流部とを連結する循環配管を設け、前記被加熱物の一部を、前記循環配管を介して前記移送配管の下流部から上流部に還流させて、前記移送配管および前記循環配管において循環させる点にある。
【００１５】
この請求項１に記載の発明によれば、被加熱物の一部を、移送配管および循環配管において循環させることにより、移送配管の移送方向における下流部において所定の温度まで昇温した被加熱物を、移送配管の上流部に還流させて、移送配管および循環配管において循環させるので、被加熱物の移送配管における単位時間あたりの流量を増加させることができる。このため、加熱装置は、被加熱物の移送配管における上流部での温度と移送配管における下流部での温度との差を小さくすることができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明に係る加熱装置の特徴は、請求項１に記載の加熱装置において、前記被加熱物を前記移送配管の内部において上流部から下流部に移送するための移送用ポンプと、前記被加熱物の一部を循環させるための循環用ポンプとを有し、前記循環用ポンプの単位時間当たり流量を前記移送用ポンプの単位時間当たり流量よりも大きく設定する点にある。
【００１７】
この請求項２に記載の発明によれば、移送配管に供給された被加熱物を、移送用ポンプおよび循環ポンプの圧力によって移送することができるとともに、循環ポンプによって被加熱物の一部を、移送配管および循環配管において高速で循環させることができる。このため、加熱装置は、移送配管の移送方向における下流部において所定の温度まで昇温した被加熱物を、移送配管の上流部に還流させて、移送配管および循環配管において循環させるので、被加熱物の移送配管における上流部での温度を上昇させることができ、被加熱物の移送配管における上流部での温度および移送配管における下流部での温度の差を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上述べたように、本発明に係る加熱装置によれば、被加熱物の移送配管における上流部の温度と下流部の温度との差を小さくすることができるので、複雑な温度検出等の制御を行うことなく、被加熱物を所望の温度に高精度に維持することができる。また、移送配管の下流部が局部的に過度に過熱されてしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る加熱装置の一実施形態の要部を示す概略側面図
【図２】本発明に係る加熱装置の他の実施形態を示す等価回路図
【図３】本発明に係る加熱装置のさらに他の実施形態の要部を示す概略側面図
【図４】従来の加熱装置の一例の要部を示す概略側面図
【図５】図４の加熱装置を示す等価回路図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る加熱装置の一の実施形態を図１から図３を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る加熱装置の要部を示す概略側面図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態に係る加熱装置１は、流動性を有する被加熱物を連続的に移送する移送配管２を有している。本発明において流動性を有する被加熱物としては、移送配管２の内部において移送可能な流動性の高い牛乳や流動性の低い魚肉、この他、海草、野菜、果実、でん粉、残飯、またはこれらの混合物等、人間が摂取する飲食物材料や動物の餌に用いられる非飲食物材料を例示として挙げることができる。
【００２３】
移送配管２は、複数の絶縁性管体５ａ、５ｂ（５）を備え、絶縁性管体５のうち被加熱物の移送方向における上流側および下流側の両端部には、導電性管体６ａ、６ｂ、６ｃ（６）が配設されており、１つの絶縁性管体５ａの下流側に配置された導電性管体６ｂは、この絶縁性管体５ａの下流側に隣位して配設される他の絶縁性管体５ｂの上流側の導電性管体６ｂと共用とされている。
【００２４】
なお、図１においては、各絶縁性管体５の両端部に設けられた一対の導電性管体６を組として、それぞれ交流ＡＣ１、ＡＣ２の独立した電源によって通電されるようになっているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図２に示すように、２つの絶縁性管体５ａ、５ｂについてのそれぞれ一対の導電性管体６ａ、６ｂ、６ｃに対して交流ＡＣ３の同一電源を用いることも可能である。
【００２５】
移送配管２のうち前記移送方向における上流側には、被加熱物を貯留して移送配管２に供給する図示しないホッパと、ホッパから移送配管２の内部に供給された被加熱物を移送配管２の内部において移送するために、この被加熱物に流量を付与する移送用ポンプとして定量ポンプ７が配設されている。定量ポンプ７は、上流側接続管体８を介して移送配管２の最上流部に連結されており、移送配管２の内部に供給された被加熱物に所定の流量Ｆ１を付与することにより移送配管２の内部において被加熱物を所定の移送方向に移送するようになっている。本実施形態においては、定量ポンプ７は、２００ｋｇ／ｈｒの流量を付与するようになっている。
【００２６】
そして、加熱装置１は、移送配管２の内部に供給された被加熱物に対して定量ポンプ７によって所定の流量Ｆ１を付与するとともに、両導電性管体６に交流電圧を印加して移送配管２内において移送される被加熱物自体に通電することにより、被加熱物を移送配管２の内部において移送しながらジュール熱によって加熱するようになっている。
【００２７】
また、移送配管２の下流部に配設された下流側接続管体１０には、循環配管１１の一端部が連結されており、循環配管１１の他端部は、上流側接続管体８に連結されている。これにより、循環配管１１は、移送配管２の下流部と上流部とを連結するようになっている。
【００２８】
さらに、加熱装置１には、移送配管２の内部に供給された被加熱物の一部を循環配管１１を介して移送配管２の下流側から上流側に還流させて、移送配管２および循環配管１１の内部において前記被加熱物の一部を循環させるために、被加熱物に所定の流量を付与する循環用ポンプとして強制循環ポンプ１２が設けられている。強制循環ポンプ１２は、移送配管２および循環配管１１からなる循環経路のうち、定量ポンプ７によって被加熱物の移送が開始される位置よりも上流側の近傍の循環配管１１に設けられている。強制循環ポンプ１２の単位時間当たり流量は、定量ポンプ７の単位時間当たり流量よりも大きく設定されており、本実施形態においては、１８００ｋｇ／ｈｒに設定されている。
【００２９】
なお、定量ポンプ７および強制循環ポンプ１２の配設位置は、本実施形態に限定されるものではない。例えば、図３に示すように、強制循環ポンプ１２による単位時間当たり流量が定量ポンプ７による単位時間当たり流量よりも大きく設定されていれば、強制循環ポンプ１２を、前記循環経路のうち定量ポンプ７によって被加熱物の移送が開始される位置よりも下流側の近傍に設けてもよい。また、図１においては、定量ポンプ７は移送配管２の最上流側に上流側接続管体８を介して連結されているが、例えば、図３に示すように、定量ポンプ７を循環配管１１の途中に接続管体を介して連結してもよい。
【００３０】
次に、本実施形態に係る加熱装置１の作用について説明する。
【００３１】
本実施形態に係る加熱装置１は、ホッパに被加熱物が貯留された後、定量ポンプ７と強制循環ポンプ１２の運転が開始されると、まず、ホッパから移送配管２に供給された被加熱物に対して定量ポンプ７による２００ｋｇ／ｈｒの移送方向への流量Ｆ１を付与するとともに、強制循環ポンプ１２による１８００ｋｇ／ｈｒの循環方向への流量Ｆ２を付与し、あわせて２０００ｋｇ／ｈｒの流量Ｆ１＋Ｆ２によって被加熱物を移送配管２の内部において移送する。そして、加熱装置１は、被加熱物が下流側接続管体１０に到達すると、被加熱物の一部を、強制循環ポンプ１２による循環方向への流量Ｆ２により循環配管１１によって移送することにより、移送配管２および循環配管１１を循環させ、一方、被加熱物の残りを、定量ポンプ７による移送方向への流量Ｆ１によって移送配管２の出口方向に移送する。
【００３２】
このように、本実施形態によれば、移送配管２に供給された被加熱物を、定量ポンプ７および強制循環ポンプ１２の流量Ｆ１＋Ｆ２によって移送することができるとともに、強制循環ポンプ１２によって被加熱物の一部を、移送配管２および循環配管１１において高速で循環させることができる。このため、加熱装置１は、移送配管２の移送方向における下流部において所定の温度ｔ３まで昇温した被加熱物を、移送配管２の上流部に還流させて、移送配管２および循環配管１１において循環させるので、被加熱物の移送配管２における上流部での温度ｔ１を上昇させることができ、被加熱物の移送配管２における上流部での温度ｔ１および移送配管２における下流部での温度ｔ３の差を小さくすることができる。例えば、定量ポンプ７による流量と強制循環ポンプ１２による流量とを１：４に設定した場合、被加熱物の移送配管２における移送方向の上流部での温度ｔ１は７４℃、両絶縁性管体５ａ、５ｂの中間部での温度ｔ２は８２℃、移送配管２における移送方向の下流部での温度ｔ３は９０℃となる。
【００３３】
したがって、加熱装置１は、被加熱物の移送配管２における上流部の温度ｔ１と下流部の温度ｔ３との差を小さくすることができるので、複雑な温度検出等の制御を行うことなく、被加熱物を所望の温度に高精度に維持することができる。また、移送配管２の下流部が局部的に過度に過熱されてしまうことを防止することができる。
【００３４】
また、例えば被加熱物として魚肉を移送する場合、加熱装置１は、魚肉を移送配管２および循環配管１１において高速循環させることにより、魚肉組織が融合・結着することを防止することができる。さらに、加熱装置１は、高速循環により魚肉を微細化することができるので、油分・水分・固形分を混合・均質化することができ、移送配管２の下流側に魚肉を油分・水分・固形分に分離する分離器を備えている場合には、分離器の分離能力を向上させることが可能となる。
【００３５】
さらに、被加熱物の温度ｔ１、ｔ２、ｔ３の温度の差を小さくすることができるので、両絶縁性管体５ａ、５ｂにおけるインピーダンスの差を小さくすることができ、これにより、絶縁性管体５ａ、５ｂの長さ寸法Ｌ１、Ｌ２を同一として部品の共用化を図ったり、さらには、図２に示すように、各導電性管体６ａ、６ｂ、６ｃに通電するための交流の電源を同一にすることができ、加熱装置１の製品コストの低廉化を図ることができる。
【００３６】
さらにまた、加熱装置１において、電力供給の単純なＯＮ−ＯＦＦ制御を想定した場合であっても、被加熱物の温度ｔ１、ｔ２、ｔ３が設定温度に達して交流ＡＣ１、ＡＣ２が停止した際、温度ｔ１に加熱された被加熱物と、温度ｔ３に加熱された被加熱物の混合物が高速循環によって移送配管２を移送されて移送配管２の出口部分に移送されるので、被加熱物の温度ｔ１、ｔ２、ｔ３の差を小さくすることができる。これは、定量ポンプ７による流量Ｆ１と強制循環ポンプ１２による流量Ｆ２の比をさらに大きく設定することにより、さらに被加熱物の温度ｔ１、ｔ２、ｔ３の差を小さくすることが可能となる。
【００３７】
また、加熱装置１のうち、定量ポンプ７による流量Ｆ１と強制循環ポンプ１２による流量Ｆ２とが付与される部分、または強制循環ポンプ１２による流量Ｆ２のみが付与される部分に温度検出器を装着することにより、被加熱物と温度検出端の相対速度が増加することにより、温度追随性を向上させることが可能となる。
【００３８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  加熱装置
２  移送配管
５（５ａ、５ｂ）  絶縁性管体
６（６ａ、６ｂ、６ｃ）  導電性管体
７  定量ポンプ
８  上流側接続管体
１０  下流側接続管体
１１  循環配管
１２  強制循環ポンプ
【図１】
2010167133.tif 000003
【図２】
2010167133.tif 000004
【図３】
2010167133.tif 000005
【図４】
2010167133.tif 000006
【図５】
2010167133.tif 000007