(57)【要約】【課題】均一な加熱と熱交換効率の向上、及び熱源の排気抵抗も減少させる液槽加熱装置を提供する。【解決手段】液体を貯留する液槽と、液槽底部の対向側面の中間に沿って配設し、内部に熱気体を充満させるチャンバーと、チャンバーから液槽内の両側面壁へ向かった水平方向に配管して排気路に連通させた熱交換パイプと、チャンバー内に熱気体を供給する内部配置の熱源と、から構成する。また、熱交換パイプは等長で液槽内部の対向両側方向へ配管する一対により構成し、排気路は液槽の外側面を囲むように配設する。さらに、熱交換パイプの内部には、パイプ延長方向に沿って複数個の熱交換用フィンを配設する。このフィンは、熱気体との接触面積がパイプ内の下位領域より上位領域に向かって大きくなる、例えば、フィンを帯板状に形成する共に液槽の上位に向かって漸次長くなるようする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱液体を貯留する液槽と、
該液槽内の底部の中央部又は対向側面の中間に沿って配設し、内部に熱気体を充満させるチャンバーと、
該チャンバーから液槽内の両側面壁へ向かって略水平方向に配管して排気路に連通させた熱交換パイプと、
前記チャンバー内に熱気体を供給する内部配置又は外部配置の熱源と、
から成ることを特徴とする液槽加熱装置。
【請求項２】
チャンバーから配管する熱交換パイプが、
等長で対向両側方向へ配管する一対により構成したことを特徴とする請求項１記載の液槽加熱装置。
【請求項３】
熱交換パイプと連通する排気路を、液槽の外側面を囲むように配設したことを特徴とする請求項１、又は２記載の液槽加熱装置。
【請求項４】
熱交換パイプの内部にパイプ延長方向に沿って複数個の熱交換用のフィンを配設すると共に、
該フィンと熱気体との接触面積がパイプ内の下位領域より上位領域に向かって大きくなるように配設したことを特徴とする請求項１、２、又は３記載の液槽加熱装置。
【請求項５】
熱交換パイプ内に配設したフィンを帯板状に形成してパイプ延長方向に沿って配置すると共に、該フィンの長さを液槽の上位へ向かって漸次長くなるように配設したことを特徴とする請求項４記載の液槽加熱装置。
【請求項６】
熱交換パイプ内に配設したフィンを帯板状に形成してパイプ延長方向に沿って配置すると共に、該フィンの板幅をチャンバー側が短くなるように配設したことを特徴とする請求項４、又は５記載の液槽加熱装置。
【請求項７】
フィンの一部を熱交換パイプから外部へ露出させたことを特徴とする請求項４、５、又６記載の液槽加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、上面開口の液槽に貯留させた被加熱液体を加熱する加熱装置の技術分野に属し、特に、業務用の厨房機器である茹で麺器に使用される液槽加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、うどん、ラーメン、スパゲッティ等の麺類を茹でる業務用の茹で麺器として広く利用されている液槽加熱装置は、上面側を開放させた円筒型又は矩形箱型の湯槽といわれる部分に水を貯めた後に沸騰させ、湯槽に麺籠を入れた状態で又は直接に麺類を投入して茹で上げるものである。この湯槽の加熱は、ガスや電気等を熱源として、直接的にまたは加熱媒体（例えば、熱気体や熱油）との熱交換によって行われている。
【０００３】
この熱交換による加熱装置としては、例えば、特許文献１として挙げた発明の名称「調理用湯槽の熱交換装置」が開示されている。この装置は、上方開放の箱形湯槽の底部に湯槽内の長手方向に突出するように熱交換ユニットを配置すると共に、この熱交換ユニットにバーナーによる加熱気体を導入した熱交換により湯槽の貯留水を加熱及び保温する構成である。そして、上記熱交換ユニット内部には熱伝導性に富んだ銅製フィンを配設している。
【０００４】
上記装置は、熱交換ユニット毎に熱源を設置しているためにランニングコストが嵩み、熱源数を削減した場合には熱交換効率が減少する問題があった。また、熱交換ユニットは液槽に対して一方向に並列させて配置する構成であるため、均一な液体加熱が不十分となる問題があった。
【０００５】
また、特許文献２として挙げた発明の名称「液体加熱装置」は、液槽内の長手方向に熱交換用の昇温させた気体を導入する筒状の排気管を平行に複数配置し、各排気管の内部には銅製フィンを一体的に配設した構成である。特にフィンは排気管の長手方向における温度勾配に応じてその伝熱面積が設定されていることを特徴としている。
【０００６】
さらに、特許文献３として挙げた発明の名称「液体加熱装置」は、上記特許文献２に開示されたフィン形状に変更を加えたものである。この液体加熱装置のフィンは、排気管の長手方向における温度勾配に応じてその伝熱面積が設定されていることに加え、排気内を流れる燃焼ガスを下方側に指向する誘導手段を設けたことを特徴としている。
【０００７】
これら特許文献２及び３の液体加熱装置は、燃焼室を液槽に対して一方側に偏って配置すると共に、かかる燃焼室からの燃焼ガスを液槽の他方側に向かって延設する排気路を流通させる構成である。このため、燃焼ガスの流通経路が長くなる上に排気断面積も小さく、排気路を液槽底部側に水平状態をもって配設していることもあり、排気抵抗が大きくなる問題があった。この結果、熱源の燃焼効率が減少し、液体加熱のための熱交換効率が減少する問題があった。また、排気路が長いために熱源側と終端側との熱勾配による温度差が生じる結果、液体の加熱にバラツキが生じ易く、内部に配置するフィン長さや形状での調整にも限界があった。
【特許文献１】特開２００５−２１８７４１（第３―４頁、第２図）
【特許文献２】特開２０００−１５７４２５（第３―５頁、第２図、第５図）
【特許文献３】特開２００１−２７５８５２（第３―６頁、第２図、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したように、従来の開示技術の何れの構成においても、熱源からの熱気体の供給は、熱交換パイプの一方側端部から他方側端部へ流通させる構成である。このため、熱交換パイプの温度勾配が大きくなって、供給側と排気側とではその交換温度に大きな差が生じていた。このことは、液槽内の温度分布にも影響し、湯面全域の均一な沸騰状態形成の障害となっていた。その結果、麺籠の投入による茹で麺調理においては、投入場所に因る所謂「茹でムラ」が発生して麺類調理品の食味にまで影響することになり、麺類の茹で業務の障害となっていた。
【０００９】
そこで、本願発明は上記の課題に着目して為されたものであり、液槽内の均一な加熱を可能にすると共に、熱交換効率を向上させることを主眼とし、加えて、熱源の排気抵抗も減少させることを目的とした液槽加熱装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本願発明の液槽加熱装置は以下の構成を採用している。
すなわち、被加熱液体（以下、「液体」と略称する。）を貯留する液槽と、該液槽内の底部の中央部又は対向側面の中間に沿って配設し、その内部に熱気体を充満させるチャンバーと、該チャンバーから液槽内の両側面壁へ向かって略水平方向に配管して排気路に連通させた熱交換パイプと、前記チャンバー内に熱気体を供給する内部配置又は外部配置の熱源と、から成ることを特徴としている。前記熱源、例えば、ガスバーナー等は、熱気体の温度低下や装置全体のコンパクトな設計を考慮すれば、チャンバーの内部配置とすることが好適である。また、チャンバーから配管する熱交換パイプは、等長で液槽内部の対向両側方向へ配管する一対により構成したことを特徴としている。
【００１１】
かかる構成により、チャンバー内に充満した熱気体は、チャンバーを基点として対を成す複数の熱交換パイプを介して液槽の底部側全面を均等に覆うように流通する。この熱気体の流通により、液槽内部の液体との熱交換が実施されることとなる。
【００１２】
チャンバー及び熱交換パイプの好適な形状としては、チャンバーを液槽底部から山形に突出させた略畝状を呈し、畝の稜線を対称とする傾斜面から対を成す等長の熱交換パイプを配管する形態である。かかる形態では、チャンバーの傾斜面と熱交換パイプの連結開口は、その断面積が熱交換パイプの断面積より大きくなると共に下方へ傾斜する形状となる。この連結開口の形状により、上昇圧力が作用する熱気体はチャンバーから熱交換パイプの内部側にスムーズに導入することとなり、連結開口部分での熱交換パイプのパイプ長さも熱エネルギーが高い液槽の上位側が下位側より長くなる。この他にも、チャンバーを液槽底部の中央部にドーム状に隆起させて形成し、熱交換パイプをこのチャンバーの傾斜部分から四方に延びるように配管する形態を採用しても良い。
【００１３】
また、熱交換パイプと連通する排気路を、液槽の外側面を囲むように配設したことを特徴としている。この排気路は、熱交換パイプと連通するだけでなく、チャンバーの一部、例えば、畝状を成す端部側と連通するようにしても良い。かかる構成により、熱気体は液槽の底面側に加えて、液槽の側面側も流通することとなる。
【００１４】
さらに、熱交換パイプの内部には、パイプ延長方向に沿って複数個の熱交換用のフィンを配設している。このフィンは、熱気体との接触面積がパイプ内の下位領域より上位領域に向かって大きくなるように配設したことを特徴としている。
【００１５】
フィンのより具体的な配設形態としては、フィンを帯板状に形成する共に液槽の上位に向かって漸次長くなるようにしている。上述のように熱交換パイプをチャンバーの傾斜面に配管すれば、熱交換パイプは液槽の上位側が長くなるため、このパイプ長に沿った配設とすれば良い。
【００１６】
また、フィンは、チャンバー側の板幅を短くなるようにして配設しても良い。かかるフィンの形態は、熱交換パイプにおける熱気体の温度勾配に応じて温度が高いチャンバー側のフィンの伝熱面積を小さく、温度が低い反チャンバー側の伝熱面積を大きく設定するものある。この結果、熱交換パイプの全長に渡り熱エネルギーがより均一となる。
【００１７】
さらに、フィンの一部を熱交換パイプの外部に露出させても良い。このフィンにより熱交換パイプを介さず直接的な液体への伝熱が可能となる。なお、露出させるフィンは、通常は銅製であるために錆等を考慮し、表面をメッキ処理等することが好適である。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明にかかる液槽加熱装置は、上記の構成であるため、以下の効果を奏する。
まず、チャンバーを液槽底部に配置すると共に、このチャンバーを基点として複数の熱交換パイプをそれぞれ液槽内の側壁に向かって対を成すように配管し、さらには熱交換パイプの排気路が液槽の外側を囲う構成である。このため、液槽に貯留する液体が熱気体から吸熱するための断面積が大きくなる上、流通方向も液槽底面及び側面を囲う複数経路となり、液槽全体に対する熱交換効率が向上すると共に液槽内の液体の均一加熱が可能となる。
【００１９】
また、熱交換パイプの断面積増と熱気体の流通経路を複数確保したことにより、熱気体の排気抵抗も減少する結果、熱源の燃焼効率が向上する。これも、結果的には熱交換効率の向上に寄与すると共に、装置全体のランニングコストの削減の効果も発揮する。
【００２０】
また、本願発明の液槽加熱装置は、各熱交換パイプ内部に配置するフィンの長さを、液槽上位領域側を下位領域側より長くなる設定としているため、熱交換パイプ内でより高温側となる熱を効率的に回収でき、熱交換パイプ単体の熱交換効率が向上する。さらに、熱交換パイプのチャンバー側と排気路側でフィンの伝熱面積を変えて配設した場合には、熱交換パイプの全長に渡って温度勾配がより均等化して熱エネルギーが均一となる結果、液槽内の液体の均一加熱に寄与する。これに加え、かかる形態のフィンの一部を熱交換パイプから露出させた場合には、フィンが熱交換の直接的な媒体となるため、これも熱交換効率の向上に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本願発明にかかる液槽加熱装置（以下、「本装置」と略称する。）の最良の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。
【００２２】
図１は本装置の全体外観を示す一部切り欠き斜視図であり、図２及び図３は本装置の主要部を示す一部切り欠き斜視図であり、図４は主要部の正面方向からの断面図であり、図５は本装置のフィンの変形例を示す斜視図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
【００２３】
本装置１は、液槽内部に貯留した液体、主に水を加熱して沸騰させて湯を生成し、その湯により麺等を茹でるものである。本装置１は、装置全体の剛性を維持するフレーム２と、このフレーム２によって保持された主要部３と、から構成している。
【００２４】
フレーム２は、図１に示すように、装置全体を支持する４本の脚部２１を下部側に配設すると共に、上盤２２を開放して内部に主要部３を取り付け保持し、上盤２２の端部側から排気口２３を立設した構成である。なお、フレーム２は、本願発明の主眼ではなく、従来技術と同様にステンレス等の防塵性を有する金属から適宜に構築するものであるため、以降は詳細な説明は省略する。
【００２５】
次に、本願発明の主眼である主要部３について詳細に説明する。主要部３は、所定量の水又は湯を貯留する液槽４と、この液槽４の底部側に配設し、液槽４とは水密分離すると共に熱気体が充満するチャンバー５と、このチャンバー５に配管する複数の熱交換パイプ６と、チャンバー５及び熱交換パイプ６と連通して熱気体を装置外に排出する排気路７と、から構成している。
【００２６】
まず、液槽４は上方開口の箱形であって、所定量の水又は湯を貯留可能としている。本実施例の液槽４はステンレス材により形成され、麺類を収納した複数の麺籠等を懸架可能な開口面積及び深さを備えたものである。
【００２７】
チャンバー５は、液槽底部から断面視において上方が鋭角となる略三角形を成すように山形に隆起し、かかる断面形状をもって液槽４の底部の対向壁面の中間に沿って延び、その稜線の両側に傾斜面５１を有する畝状を呈して形成している。チャンバー５は、液槽側に隆起した長手方向の一端面を閉塞すると共に、他端面を後述する排気路７と連通させている。また、チャンバー５の内部には、その長手方向に沿って熱気体を供給する熱源となるガスバーナー５２を配設している。このガスバーナー５２の燃焼により熱気体が生成されることとなる。なお、ガスバーナー５２の火元は、一方側に偏ることなくチャンバー５の長手方向に渡って複数個を等間隔で配置している。
【００２８】
チャンバー５には、その内部と連通する複数の同じ長さの熱交換パイプ６を配管している。この熱交換パイプ６は鉛直側が長い矩形断面形を有し、チャンバー５の傾斜面５１に連結している。また、畝状を成す長手方向とは直交すると共に、液槽内の両側面壁に向かって略水平に配管している。本実施例の熱交換パイプ６はチャンバー５の長手方向の中心線を対称として左右両側に等長の５対、合計１０本を言わばチャンバー５から左右に分岐する外観を呈して配管し、各熱交換パイプ６の延出した終端側は後述する排気路７と連通している。また、上記構成の熱交換パイプ６はチャンバー５の傾斜面５１に連結する態様であるため、チャンバー５との連結開口６１の断面積が熱交換パイプ６の断面積より大きくなると共に下方傾斜面と成り、そのパイプ長も側面視において上位側が下位側より長くなっている。
【００２９】
各熱交換パイプ６の内部には、蝋付け、シーム溶接、高周波溶接等により固着した銅製帯板状のフィン６２をパイプ延長方向に沿うように配設している。フィン６２は熱交換パイプ６の内側の両側面から中心側に向かって断面コ字状を成す複数個を突出させて形成したものである。また、フィン６２の長さは、熱交換パイプ６の側面形状に倣って、下位領域から上位領域に向かって漸次長くる設定である。別言すれば、熱交換パイプ内の下位領域に配置されるフィン６２の熱気体との接触面積が上位領域に向かって大きくなる設定である。
【００３０】
かかるフィン６２の配置により、熱交換パイプ内では上位領域と下位領域の熱気体の混合が抑制され、より温度の高い熱を上位配設のフィン６２で回収可能となる。なお、フィン６２の長さは、本実施例に限定するものでなく、製造コスト等を考慮して全てを同じ長さに設定しても良い。
【００３１】
上記フィン６２は必要により、図５（Ａ）にあるように、熱交換パイプ６の中心部へ向かう板幅をチャンバー側が狭く、排気路側を広くした２段階に設定する変形フィン６３としても良い。また、チャンバー側から排気路側に向かって広くなる、例えば、熱交換パイプ６の長手方向における温度勾配に応じて伝熱面積を設定し、パイプ全長に渡って熱エネルギーがより均一となるように、その幅が漸次変化するように設定しても良い。
【００３２】
さらに、フィン６２は上記構成に加え、図５（Ｂ）に示すように、その一部を熱交換パイプ６の上端面から露出させた露出フィン６４を付加するようにも良い。この露出フィン６４は、露出させる部分の断面積より、熱交換パイプ内の部分の断面積を大きくなるように設定している。なお、露出させる部分に関しては、緑青等の付着を考慮してメッキ等により表面処理することが望ましい。また、露出フィン６４は、図２や図３に示すように、特定の熱交換パイプ６に付加するようにして、その領域の熱交換効率を調整するように用いても良い。
【００３３】
なお、チャンバー５の液槽側に隆起する畝状部分とこれに連結する熱交換パイプ６の具体的な構築に関しては、防塵製を有するステンレス等の金属から溶接にて形成し、後述する排気路７との固定に関しても溶接にて固着して構成している。また、アルミ鋳物等によりチャンバー５と複数の熱交換パイプ６を一体的に形成し、液槽底面や排気路７とパッキン等を介して水密に固定する構成にしても良く、液槽４や排気路７も含めた主要部全体をアルミ鋳物にて一体的に形成する構成でも良い。さらには、熱交換性を考慮してチャンバー５と熱交換パイプ６の全体をメッキ処理した銅材で構成しても良い。
【００３４】
上記構成のチャンバー５の一端面と、全ての熱交換パイプ６の終端側は排気路７と連通している。排気路７は、チャンバー５の長手方向側と平行な液槽４の両壁面を両側から囲い、かつ各熱交換パイプ６の終端側と連通する２つの側路７１と、２つの側路７１が合流すると共にチャンバー５の他端面と連通する中央路７２から構成している。排気路７は、前記の構成により上面視において略コ字状を呈して液槽４の外側面の３面を囲むように覆い、中央路７２はフレーム２の排気口２３へと連通している。
［作用］
【００３５】
次に、上記構成の本装置１の作用を、以下に説明する。
先ず、液槽４に所定量の水を貯留した後、チャンバー内の熱源であるガスバーナー５２を燃焼させる。ガスバーナー５２の燃焼により生成された熱気体は熱交換パイプ６及び排気路７の側路７１、中央路７２の内部を流通した後（矢印ａ）、フレーム２の排気口２３から外部に排気されることとなる（矢印ｂ）。
【００３６】
上記の熱気体の流通過程により、チャンバー５、熱交換パイプ６、排気路７とこれに隣接する液槽内の水が熱交換により加熱されて沸騰した湯が生成されると共に、湯の生成後は沸騰状態が維持されることとなる。この熱気体の流通過程においては、液槽底面の全域をほぼ覆うようにチャンバー５及びチャンバー５から分岐する熱交換パイプ６を配管しているため、液槽４の底面側のほぼ全域で均一な加熱が実施されることとなる。また、チャンバー５と熱交換パイプ６と連通する排気路７は、液槽４の外周３面を囲うように配設しているため、液槽４の側面側からも加熱が実施されることとなる。特に、排気路７からの加熱は湯の生成後の沸騰状態維持にも適しており、その熱交換効率の向上への寄与も大きなものである。
【００３７】
個別の熱交換パイプ６に関しては、チャンバー５との連結開口部で上位領域が長く下位領域が短いパイプ長となっているため、より高い熱エネルギーを上位側に配設した長いフィン６２により回収できる。つまり、このような熱交換パイプ単体の熱交換効率の向上は、本装置全体の熱交換効率の向上に寄与している。また、必要により熱交換パイプ６は、フィン６２を変形フィン６３に変更したり、露出フィン６４を付加したりして、さらに熱交換効率を向上させるようにしても良い。
【００３８】
本装置全体の熱気体の流通においては、熱気体の流通経路が液槽４の底面側及び側面下方を囲うように複数あるため、熱気体の排気経路の断面積が増えて排気抵抗が減少している。また、熱交換パイプ６がチャンバー５の傾斜面５１に連結しているため、連結開口６１は下方側に傾斜すると共に熱交換パイプの断面積より大きくなり、熱気体の上昇圧力を熱交換パイプ内に導き易くなるために排気抵抗が減少している。かかる排気抵抗の減少は、チャンバー５のガスバーナー５２の燃焼促進及び燃焼効率の向上にも資することとなり、装置全体の熱交換効率の向上への寄与も大きなものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本装置の全体外観を示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】本装置の主要部を示す一部切り欠き斜視図である。
【図３】本装置の主要部を示す一部切り欠き斜視図である。
【図４】主要部の正面方向からの断面図である。
【図５】本装置のフィンの変形例を示す斜視図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
【００４０】
１  本装置
２  フレーム
２１  脚部
２２  上盤
２３  排気口
３  主要部
４  液槽
５  チャンバー
５１  傾斜面
５２  ガスバーナー
６  熱交換パイプ
６１  連結開口
６２  フィン
６３  変形フィン
６４  露出フィン
７  排気路
７１  側路
７２  中央路
【図１】
2010043772.tif 000003
【図２】
2010043772.tif 000004
【図３】
2010043772.tif 000005
【図４】
2010043772.tif 000006
【図５】
2010043772.tif 000007