(57)【要約】      （修正有）【課題】油層と水層の境界面に揚げカス等の自然沈殿物が残留し排出されないことに着目し、揚げカス等の自然沈殿物を油槽に注入する冷却水の流れに乗せ、さらに油槽内水層部の循環冷却水の流れに乗せて比重差で排出させる。【解決手段】油槽１０下部の水層１１に冷却水を循環ポンプ１２にて循環させ油槽１０内に２か所以上の給水口を設け、油槽１０側壁に沿って流れる循環冷却水の流れをなだらかにし、揚げカス等の自然沈殿物が循環冷却水の流れに乗りやすくし、油槽角部に残留物が残らないようにする。循環冷却水の上部にある油層Ａは動かさない。水層Ｂも給水口から油槽側壁に沿った循環冷却水の流れ、排出口に向かう水層Ｂ中心部の循環冷却水の流れ以外は動かさない。これにより水層Ｂと油層Ａの接触面積は減り、熱効率も向上したフライヤーである。【選択図】図１
2014223231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油槽の中に調理油と水が入り、油と水の比重差により、上部に油層、下部に水層配をし、調理油の昇温する熱調理源に電気ヒーターを使用した二層式フライヤーにおいて、油槽外部に、水槽、循環ポンプを配置し、油槽の側壁面と面一に給水口を２か所以上設け、油槽下部の排出口と水槽を連結する。水槽から循環ポンプで吸込み、油槽内の水層部にある給水口から油槽壁面に沿うように冷却水を注入する。冷却水は、油槽内の側壁に沿って水層上部を環状にて周回させ、冷却水を循環することにより、油槽中心部が負圧になるようにし、油槽側壁に沿って流れている冷却水を、油層との境界面の水層上面を油槽の中心部に向けてらせん状に回転させ、中心部に流れをつくる。冷却水の循環により中心部を凹状にし、水層中心部を渦状に回転させながら油槽下部にある排出口から水槽に流す。揚げカス等の自然沈殿物はその流れにのり油槽中心部に集まる。さらに負圧と比重差で沈殿させ、油槽下部の排出口から水槽に集積させる。再び、循環ポンプにて水槽内の冷却水を吸込み、油槽内に注入し冷却水を循環させる。油槽の側壁角部の水層上部に冷却水を注入する補給口を２か所以上複数か所、油槽内側壁と面一にした給水口を設け、油槽内の側壁に沿った流れを作り冷却水を環状に周回させ、循環することにより油槽中心部に負圧が生じるようにし、側壁に沿った流れと呼応して油層との境界面の水層の上面を冷却水がらせん状に回転させながら油槽中心部に流れをつくる。油槽中心部を循環による負圧で凹状にし、渦状に回転させながら油槽下部の排出口から水槽に流れるようにする。循環冷却水の流れ以外の部分の水層は回転させない。油槽に注入する冷却水の速度を比較的低速度で注入し冷却水の流れを作り、油層を回転させず、水層全体を回転させないことを特徴とする冷却水給水方法。
【請求項２】
油槽の中に調理油と水が入り、油と水の比重差により、上部に油層、下部に水層配をし、調理油の昇温する熱調理源に電気ヒーターを使用した二層式フライヤーにおいて、油槽外部に、水槽、循環ポンプを配置し、油槽の側壁面と面一に給水口を２か所以上設け、油槽下部の排出口と水槽を連結する。水槽から循環ポンプで吸込み、油槽内の水層部にある給水口から油槽壁面に沿うように冷却水を注入する。冷却水は、油槽内の側壁に沿って水層上部を環状にて周回させ、冷却水を循環することにより、油槽中心部が負圧になるようにし、油槽側壁に沿って流れている冷却水を、油層との境界面の水層上面を油槽の中心部に向けてらせん状に回転させ、中心部に流れをつくる。冷却水の循環により中心部を凹状にし、水層中心部を渦状に回転させながら油槽下部にある排出口から水槽に流す。揚げカス等の自然沈殿物はその流れにのり油槽中心部に集まる。さらに負圧と比重差で沈殿させ、油槽下部の排出口から水槽に集積させる。再び、循環ポンプにて水槽内の冷却水を吸込み、油槽内に注入し冷却水を循環させる。油槽の側壁角部の水層上部に冷却水を注入する補給口を２か所以上複数か所、油槽内側壁と面一にした給水口を設け、油槽内の側壁に沿った流れを作り冷却水を環状に周回させ、循環することにより油槽中心部に負圧が生じるようにし、側壁に沿った流れと呼応して油層との境界面の水層の上面を冷却水がらせん状に回転させながら油槽中心部に流れをつくる。油槽中心部を循環による負圧で凹状にし、渦状に回転させながら油槽下部の排出口から水槽に流れるようにする。循環冷却水の流れ以外の部分の水層は回転させない。油槽に注入する冷却水の速度を比較的低速度で注入し冷却水の流れを作り、油層を回転させず、水層全体を回転させないことを給水方法であることを特徴とする二層式フライヤー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気フライヤーに関し、詳しくは、揚げ物等を調理する際に使用される、油槽の中に、上部が油、下部に水を配した二層式の電気フライヤーにおいて、調理の際に生ずる揚げカスが自然沈殿し、油と水の境目の中間層に堆積する。冷却水を循環することで中間層に堆積した揚げカスが中央部に集められ、流れにのり水層下部の排出口から流される。その際に生ずる障害として、中間層に堆積された揚げカス等が、冷却水の各壁面における流速の強弱で、流速の遅い角部に残留する。油槽の形状は、矩形で循環ポンプを介し、冷却水を水層から油槽に給水している。油槽における給水口は循環ポンプや配管の管損失を考慮し、1か所である。
【０００２】
本発明は、油槽に給水される循環冷却水を油槽の壁面に沿うような環状の流れを作り、循環冷却水の接する油槽の壁面の流速を均一にするために循環冷却水の油槽における給水口を２か所もしくは２か所以上を、循環冷却水の流れが、油槽側壁に接する角部に設ける。給水口が複数になるので油槽壁面での流速が均一になり揚げカス等は油槽側壁に沿った環状の循環冷却水の流れにのり、油槽側壁の角部に残留する事ない。油槽の下部と水槽は連結され、循環冷却水は、循環ポンプで、水槽から吸込み、油槽に注入しているので、循環冷却水は油槽の側壁に沿うように環状に流れるが、油槽から水槽に冷却循環水の循環の流れが生じているので、油槽の中心部、水層の中央部に負圧がかかり、揚げカス等の自然沈殿物は油層と水層の境界面、水層の上面をらせん状に回転しながら冷却循環水と共に中心部に集まる。中心部に集まった揚げカス等自然沈殿物は、比重差と負圧で、渦状に回転しながら、水層の下部にある排出口に流れていく。その際、油槽壁面に沿って流れる循環冷却水の流速を０．７５m/min以下にすれば、調理油は負圧がかかっていても比重差で、水層に流れ込むことはない。
【０００３】
冷却循環水の流れは、油槽の側壁に沿って環状に流れ、その流れと、油槽中心部に冷却水の循環に伴う負圧とが連動し、水層上面にらせん状の回転が生じ、油槽側壁に沿った流れが、水層の上面をらせん状に回転しながら、油槽中心部に流れる。、油槽中心部、油層と水層の境界面が循環の負圧で凹状にへこみ、水層中心部が渦状に回転しながら水層下部の排出口に流れる。水層の中心部が凹状になるので、揚げカス等自然沈殿物は中央に集まり、負圧と比重差で排出口に流れる。水層内の流れは、注入口から油槽側壁に沿って環状に流れ、水層上面が、らせん状に回転し水層の中心部へ流れ、水層中心部から水層下部にある排出口に流れる。油槽壁面に沿って、循環の負圧により排出口への流れが生じるが、水層全体が同時に回転することはない。油層も循環冷却水の流れに追随することはない。油層と水層との接触面は０．７５m/min以下の流れで緩やかな流れになり、油層と水層の境界面での熱分布が安定し、油層から水層への熱移動が最小になり、加熱用電気ヒーターの負荷が軽減する。冷却循環水の流速を調整することで、油と水の接触面の温度管理が容易にでき、冷却効率も向上し安全性もます。油層と水層の境界面でおきる揚げカス等の残留物をなくなり、水温が１００℃以上でおこる水蒸気爆発を冷却循環水の流速の調節でなくす二層式フライヤーの技術に関する。なお、本書面において「油槽」の語句は液体を収容する容体としての意味であり、「油層」は核「油槽」の内部の油の層を意味するもので、これらを使い分けて用いる。
【背景技術】
【０００４】
揚げ物に使用されるフライヤーは、調理時に調理油の中に揚げカスや調理素材から発生するドリップ等の不純物が無く、調理中の油の温度が一定であれば、油切れの良い美味しい揚げ物を作ることができる。油槽の上部に油、下部に水を配した二層式フライヤーにおいては水温の管理が重要。油層の上部は高温で使用されるので、水温の管理を怠ると、高温の調理油が入った油槽の中で水蒸気爆発を起こす危険性もある。
【０００５】
現在使用されている業務用の電気フライヤーは大きく分けて二種類ある。油槽の中に油だけを入れ加熱する一般的なフライヤーと、油槽の中に油と水を入れ、比重差で上部に油、下部に水を区分した二層式フライヤーがある。熱源はともに電気ヒーターやＩＨ等を使用し、調理温度を管理し異なる調理素材に対応している。
【０００６】
二層式フライヤーは、油と水の比重差を利用し、油槽上部に油層、下部に水層を形成している。二層式の利点は、調理素材に含まれる水分や水溶性の脂質、ドリップ等が比重差で自然沈殿し水層に吸収させ、調理素材を揚げている高温油層に対流をおこさせないので、高温油層中での水蒸気爆発が極端に起こりにくくなり、水蒸気爆発に起因するオイルミストの発生も少なくなる。作業環境も一般的なフライヤーに比べ改善されている。また高温の油層内に、油の酸化を促進させる不純物が対流していないので、調理油の寿命が３倍以上延び、油の消費量も少なくなり、コストの削減に貢献する。高温油層内に不純物が少ないので、油の特性を生かした調理ができ、油切れのよい美味しい揚げ物が揚げられる。
【０００７】
二層式の欠点の一つに、調理中、調理素材から発生する水溶性の脂質等が自然沈殿し、油層と水層の境界面に中間層を形成するという問題がある。この中間層が厚みを増すと、自然沈殿してきた揚げカス等の不純物が、水層に到達するのを阻害され中間層に揚げカス等の不純物も滞留することになる。中間層の厚みが増大されるに従い、水層による冷却効果が減少し、油層下部の温度も上昇する。それにつれて水層上部の温度が上昇し、水蒸気爆発の危険性が増大する。
【０００８】
従来ある二層式フライヤーは二種類ある。油槽の中に、上部に油層、下部に水層を配しただけの固定型の二層式フライヤーと油槽下部の水層の水を循環させた循環型の二層式フライヤーとがあり、水層の冷却方法が異なる。固定型は、油層下部に空洞管を設け、空冷で油槽下部の温度上昇を防いでいる。循環型は、水層の水を循環ポンプで循環させることで水層の温度上昇を防ぐ技術。
【０００９】
循環型二層式フライヤーも二種類ある。油槽内の水層部に循環水を給水し、水層を渦状に回転させ、その回転力で油層も追随させ回転させる技術（特許文献１参照）と、水層だけを回転させる技術（特許文献２・特許文献３）とがある。いずれも、循環ポンプを使用し、配管内の管損失を考慮し、一方向から給水している。
【００１０】
調理中、調理素材から発生する水溶性の脂質等が自然沈殿し、油層と水層の境界面に中間層を形成することに着目し、油槽内の水層部に循環水を給水し、その給水を利用し中間層の増大を防ぐ技術（特許文献２・特許文献３）がある。
【００１１】
油槽の水層面に冷却水を油槽壁面に沿わせ給水し、その上部に乗る油層は動かさずに中間層を破壊する技術（特許文献３）はある。中間層を管理して、沈殿物を水層に吸収しやすくし、冷却水を循環することで、自然沈殿を促進する技術で、自然沈殿した揚げカス等の沈殿物を油層と水層の境界面からなくす技術ではない。
【００１２】
油層と接触する境界面に自然沈殿した揚げカス等の残留物は水層とも接触している。残留時間が増えるともに、揚げカス等の沈殿物と接触する油層の酸化も進み調理油に悪影響を与える。油層と水層の境界面に残留する揚げカス等の沈殿物に着目した技術は無い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第４７９５８３３号
【特許文献２】特許第４６７６０２０号
【特許文献３】特許第５２０５５６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、従来技術にて注目されていない、二層式フライヤーにおいて、調理中に調理素材から発生する揚げカス等の自然沈殿物の一部が油層と水層の境界面、特に油槽の角部に残留することに着目した。循環水を油槽内に給水する際、油槽の各壁面の流速を均一にすると、揚げカス等の自然沈殿物が油層、水層の境界面の油槽の角部に残留しなくなる。揚げカス等自然沈殿物が調理油と接触しないので、調理油の酸化が軽減され、その結果、調理油の寿命が延びる。冷却循環水の穏やかな流れで、油層、水層の境界面での熱移動にムラが無くなり、冷却効率がよくなる。冷却水の流量を管理することで、水蒸気爆発等からの安全性も確保できる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
従来、ポンプを介した循環方法はポンプを効率よく運転させるために、配管の管抵抗を減らす目的で分岐、曲り等の部分を減らした配管方法をとり、油層への給水口は１か所だけだった。本発明は、前記目的を達成するため、油槽内の壁面に沿って流れる循環冷却水の流速を均一にするために、循環ポンプの出口を２か所以上に分岐し、それに対応し、油槽にも２か所以上の複数の給水口を設けた。油槽の断面形状が、矩形であれば２か所以上の給水口を設ける。給水口の数は、油槽の断面形状の辺の数が最大で、最少は２か所。各辺の長さによる減速量を鑑み、給水口の数を決定する。矩形以外、円形等は油槽内の壁面を流れる循環冷却水の各壁面における流速により決定する
【００１６】
油槽に対し、１か所からの給水方法は、各壁面の抵抗により、冷却水の流速は、壁面の長さに減速量が変わる。小型で矩形の油槽形状だと各壁面の長さが短く、減速量も少ないため、壁面に沿っての流れもゆるやかで、油層と水層の境界面での揚げカス等の自然沈殿物が角部に残らない場合もある。矩形で大型の油槽は、各壁面の長さが長いため減速量は大型になるほど大きくなり、壁面に沿った流れができなくなる。角部では抵抗が大きくなり、壁面に沿った流れができなくなり、油層と水層の境界面の油槽角部に揚げカス等の自然沈殿物が残留する。
【００１７】
油槽壁面に対し、均一な流速を得るために、循環ポンプの出口の分岐方法として
２か所の給水口給水の場合は、循環ポンプ出口の分岐を均等な距離になるように２分割する。４か所の給水口の場合は、２か所に分割した先を、それぞれ均等な距離になるように２分割し、４か所の給水口までの距離を均等にする。
【００１８】
これにより油槽の給水口から流入される循環冷却水の流速、壁面に沿っての流れる速度、減速量も均一になり調理素材から出る揚げカス等の自然沈殿物は壁面に沿って、循環冷却水の環状の流れに乗り周回する。さらに油層と水層の境界面をらせん状に回転しながら油槽の中心部に集められ、循環の流れによる負圧と比重差により水層の下部にある排出口より水槽に集積される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る冷却水給水方法及び二層式フライヤーによれば、水層の冷却水の給水口を２か所以上にし、油槽壁面に沿って環状の流れを作り、油槽内を周回できる流速をあたえると、揚げカス等の自然沈殿物が油層と水層の境界面、特に油槽角部に残留しなくなる。揚げカス等自然沈殿物が調理油と接触しなくなるので、調理油の酸化は軽減し寿命も長くなる。さらに、揚げカス等の自然沈殿物が油層と水層の境界面に長期間滞留することは、腐敗の原因となり不衛生。揚げカス等の自然沈殿物が残留しなくなれば、油層の浄化は一段と向上する。
【００２０】
油槽の給水口を２か所以上にし、油槽内の周囲の各壁面に沿って流れる循環冷却水の各壁面での流速を０．７５ｍ/min以下にすると、油槽内を周回する循環冷却水の流れは円滑になり、循環冷却水の上にある油層の下をなめるような動きになる。油層から水層への熱移動は従来の二層式循環型に比べ２０％減少し、電気ヒーターの熱効率が向上する。従来の、１か所からの給水だと油槽内の周回に要する流速は給水口で１．５ｍ/min以上必要とし、油槽の外形の大きさに比例して流速を早くする必要がある。流速が５ｍ/min以上になると油層が冷却水の流れに追随し、油層と水層の接触面で乳化をおこし、循環の流れにのって乳化された油分が水層に吸収され、油槽下部にある、排出口から水槽に排出され、水槽から排水溝に排出される。
【００２１】
各壁面での流速が０．７５ｍ/min以下になると、循環冷却水は油槽内の壁面に沿って流れるだけで、水層の大部分は循環冷却水の流れに影響されない。循環冷却水を循環することにより、油槽中心部に負圧が生じ、油層と接する水層の上面が油槽中心部に向かいらせん状の流れができる。さらに油槽と水層の境界の中心部が凹状になり、水層下部にある排水口に向かい渦状の流れが生じる。その流れにのって揚げカス等の自然沈殿物が油層と水層の境界面で油槽壁面の周囲を回りながら境界面の中心部に引寄せられ、負圧と、比重差により、水層下部にある排水口より水槽に集積される。油層と水層の境界面における油面の状態は、循環冷却水の循環による負圧で油槽中心部に引寄せられ、さらに油槽下部にある排水口に向かって凹状になるが、揚げカス等の沈殿物は負圧と比重差により排出口に向かい排出口から水槽に集積されるが、調理油は、水槽との境界面の中心部で凹状を比重差で維持しているので、油槽下部にある排出口より排出されることはない。調理油が排水溝に排出されず、自然環境に対しても、従来の二層式フライヤーよりも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る二層式循環型フライヤーの概念図
【図２】本発明に係る冷却水の給水口の位置と冷却水の流れの説明図。                      （a）油槽の外形（４５０mm×４５０mm以下の矩形）による給油水口の位置と冷却水の流れの説明図。                      （ｂ）油槽の外形（４５０mm×４５０mm以上の矩形）による給油水口の位置と冷却水の流れの説明図。                      （a）油槽の外形（４５０mm×４５０mm以上の矩形）による給油水口の位置と冷却水の流れの説明図。
【図３】本発明に係る油槽内の、油層と水層の位置関係と境界における揚げカス等の自然沈殿物の流れの説明図。
【図４】冷却水の流速による比較表
【符号の説明】
【００２３】
１０        貯槽容体（油槽）
１１        水槽
１２        循環ポンプ
１３        排出口
２０        循環冷却水給水口
２１        油槽内循環冷却水の流れの方向
２２        循環冷却水の流れの方向
２３        境界面における揚げカス等自然沈殿物の流れの方向
２４        油層と水層の境界面
２５        水層内の循環冷却水の流れの位置
２６        循環冷却水の回転方向、紙面から手前方向
２７        循環冷却水の回転方向、手前から紙面方向
Ａ        油層
Ｂ        水層
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は本発明に係る二層式循環型フライヤーの概念図。油槽１０の中に上部には油層Ａ、下部には水層Ｂが比重差により配置されている。水層Ｂ内に油槽１０外部にある循環ポンプ１２より水槽１１にある冷却水を油槽１０の水層Ｂに注入する。油槽１０に注入された冷却水は油槽壁面に沿って油槽内を周回する。調理素材から油層Ａ内で発生する揚げカス等の自然沈殿物は油層Ａと水層Ｂの境界面に溜まり、循環冷却水のながれにのり、油槽１０下部の排出口を経て水槽１１に溜まる。これを繰り返す。
【００２５】
図２は本発明の根幹をなす循環冷却水の給水方法と油槽１０側壁に沿って流れる冷却水の説明図。（a）は油槽１０の外形寸法が４５０mm×４５０mm以下の場合を示している。給水口２０から注水された冷却循環水は、油槽１０の内壁に沿って周回する各角部での流れ２１も油槽１０内壁に沿って流れる。水層Ｂ内に注入された冷却循環水は、油槽１０内壁面に沿って流れ、水層Ｂ全体は動かしていない。揚げカス等の自然沈殿物は、油層Ａと水層Ｂの境界面に溜まり、水層Ｂの上部で周回される冷却循環水の流れに乗り油槽内を周回する。循環ポンプにより冷却水を吸込み循環が開始すると、水槽１１が負圧になり油槽１０から水槽１１に流れが生じる。油槽１０内は油槽１０下部の排出口に負圧がかかり水層Ｂの中心部が油槽１０下部の排出口に向かって流れが生じる。油槽１０壁面に沿って水層Ｂの上部で周回する揚げカス等自然沈殿物はらせん状に回転しながら水層Ｂの中心部に引寄せられ図３の矢印２３、負圧と比重差で油槽１０下部の排出口に流れていく。油層Ａは水層Ｂの流れに追随していないので、水層Ｂとの接触面での油膜は水層Ｂの境界面で乳化をおこすが、境界面中心部では、揚げカス等の自然沈殿物だけが、負圧と比重差により水層Ｂ下部の排出口より水槽１１に集積される。油層の調理油は、循環冷却水の速度が０．７５m/min以下だと、負圧にもかかわらず、比重差により排出口から排出されることはない。
【００２６】
図３は本発明に係る循環ポンプ１１による循環時の油層Ａと水層Ｂの境界面における、揚げカス等の自然沈殿物の流れの説明図。油槽１０壁面に沿って水層Ｂ内を周回する循環冷却水の流れ２１にのって揚げカス等の沈殿物は周回し、油槽中心部に負圧がかかり、水層表面がらせん状に回転し、循環冷却水の流れ２３によって中心部に集められる。水層Ｂの中心部に集められた揚げカス等の自然沈殿物は、負圧と比重差によって、順次沈殿し排出口から水槽１１に集積される。水層Ｂ内の流れは、油槽１０壁面に沿った流れと油層Ａと水層Ｂの境界面で水層の上面がらせん状に回転しながら中心部へと向かう流れ、境界面中心部から排出口に向かう流れ、油槽壁面に沿って循環の負圧により排出口に向かう流れ、それ以外の場所での水層Ｂは動いていない。油層Ａも水層Ｂの流れに追随して動いていない。
【００２７】
冷却水を油槽１０に注水する給水口２０は油槽の外形寸法が４５０mm×４５０mm以下だと、給水口２０は２か所、４５０mm×４５０mm以上だと給水口は２か所以上必要。給水口２０から注入する冷却水は油槽１０の壁面に沿って周回させ、油層Ａは動かさない。水層Ｂ内では油槽１０壁面に沿った流れ、油層Ａと水層Ｂの境界面での流れ、水層Ｂ中心部での流れ、それ以外の水層Ｂは動かさない。
【００２８】
図４は本発明に係る油槽内側壁に沿って流れる循環冷却水の速度による、油層Ａ、水層Ｂ、水槽１１の状態を比較した表。１．２５m/min以上の速度になると油層Ａと水層Ｂの接触面の状態は環状に周回する循環冷却水の流れ２１が徐々に乱流になり、油層Ａとの接触面積が増え水層Ｂの温度が上がる。水層Ｂと油槽Ａの境界面での温度差は１０℃、水層のＢの温度が上がると、油層Ａの温度も＋１０℃なる。境界面では乳化も進み、油玉が水槽１１に見られるようになる。流量を増やしても冷却効果はなく、むしろ水層Ｂの温度が７０℃をこえ危険温度に近づいた。
【００２９】
０．７５m/min以下の速度だと、水層Ｂの温度は５０℃以下で、境界面での乳化もなく水槽１１に油玉は見られなかった。流速が早くなると、油層Ａと水層Ｂの境界面に乱流がおこり、油層Ａと水層Ｂとの接触面が増えて温度が上昇する。流れも乱れるため乳化がおこりやすくなり、水槽１１に油玉が増えてくる。
【図１】
2014223231.tif 000003
【図２】
2014223231.tif 000004
【図３】
2014223231.tif 000005
【図４】
2014223231.tif 000006