(57)【要約】      （修正有）【課題】エネルギー効率の良い過熱蒸気装置を提供する。【解決手段】湯気発生装置と、湯気を加熱して過熱蒸気を生成する加熱装置３０と、過熱蒸気によって被加熱物が焼成される焼成室１０とを備えた過熱蒸気装置１００である。焼成室１０の内部には、過熱蒸気を噴出する噴出しパイプ２０が配置され、噴出しパイプ２０は、焼成室１０の一方の側から挿入された第１パイプ２０Ａと、反対の側から挿入された第２パイプ２０Ｂとを含む。焼成室１０の内部において、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとは交互に配置されている。加熱装置３０は電熱ヒータであり、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂのそれぞれの中に、電熱ヒータ３０が配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過熱蒸気を用いて被加熱物を加熱する過熱蒸気装置であって、
湯気を発生させる湯気発生装置と、
前記湯気を加熱して過熱蒸気を生成する加熱装置と、
前記過熱蒸気によって被加熱物が焼成される焼成室と
を備え、
前記焼成室の内部には、前記過熱蒸気を噴出する噴出しパイプが配置されており、
前記噴出しパイプは、前記焼成室の一方の側から挿入された第１パイプと、当該一方と反対の側から挿入された第２パイプとを含み、
前記焼成室の内部において、前記第１パイプと前記第２パイプとは交互に配置されており、
前記加熱装置は、電熱ヒータであり、
前記第１パイプおよび前記第２パイプのそれぞれの中に、前記電熱ヒータが配置されている、過熱蒸気装置。
【請求項２】
さらに、前記湯気発生装置に接続された蒸気供給配管を備え、
前記蒸気供給配管は、前記蒸気供給配管を通過する湯気を前記噴出しパイプに通す連結配管部に接続されており、
前記連結配管部には、前記蒸気供給配管に近い上流側部位と、前記上流側部位よりも下流に位置する下流側部位とを接続するバイパス配管が接続されている、請求項１に記載の過熱蒸気装置。
【請求項３】
前記バイパス配管は、前記連結配管部および前記噴出しパイプにおける内部圧力差の調整を行う配管である、請求項２に記載の過熱蒸気装置。
【請求項４】
前記バイパス配管には、前記バイパス配管内の流量を調整するバルブが設けられている、請求項２または３に記載の過熱蒸気装置。
【請求項５】
前記蒸気供給配管は、少なくとも２本設けられており、
前記少なくとも２本の蒸気供給配管を互いに接続するバイパス配管が形成されている、請求項２から４の何れか1つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項６】
前記連結配管部には、前記蒸気供給配管からの湯気を加熱する第２加熱装置が設けられている、請求項１から５の何れか１つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項７】
前記第２加熱装置は、電熱ヒータであり、
前記第２加熱装置は、前記連結配管部内に配置されている、請求項６に記載の過熱蒸気装置。
【請求項８】
前記第１パイプおよび前記第２パイプは、それぞれ複数本からなり、
前記第１パイプおよび前記第２パイプは、水平方向に延びて交互に配置されている、請求項１から７の何れか１つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項９】
前記連結配管部は、前記焼成室の上方に配置されており、
前記連結配管部は、
前記蒸気供給配管に接続された統合配管と、
前記複数本の前記第１パイプのそれぞれ、および、前記複数本の前記第２パイプのそれぞれを、前記統合配管へと接続する分岐配管と
から構成されている、請求項８に記載の過熱蒸気装置。
【請求項１０】
前記分岐配管は、
前記第１パイプのそれぞれ、および、前記第２パイプのそれぞれと同一方向に延びる複数の水平配管と、
前記複数の水平配管のそれぞれから鉛直方向に延びて、前記噴出しパイプに接続する鉛直配管と
から構成されている、請求項９に記載の過熱蒸気装置。
【請求項１１】
前記複数の水平配管のそれぞれの内部には、第２電気ヒータが挿入されている、請求項１０に記載の過熱蒸気装置。
【請求項１２】
前記統合配管の内部には、第３電気ヒータが挿入されている、請求項９から１１のいずれか1つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項１３】
前記連結配管部は、複数の連結配管ユニットから構成されており、
前記複数の連結配管ユニットのそれぞれには、前記蒸気供給配管が接続されており、
前記複数の連結配管ユニットのそれぞれは、前記統合配管および前記分岐配管を備えている、請求項７から９の何れか１つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項１４】
さらに、前記湯気発生装置に接続された蒸気供給配管を備え、
前記蒸気供給配管は、前記蒸気供給配管を通過する湯気を前記噴出しパイプに通す連結配管部に接続されており、
前記連結配管部は、前記蒸気供給配管に接続された第１パイプ部材と、それに接続された第２パイプ部材とが連結されることによって構成されており、
前記第１パイプ部材および前記第２パイプ部材によって構成されるパイプ内部には、少なくとも２つの電気ヒータが直列で配置されており、
前記蒸気供給配管から供給された前記湯気は、前記少なくとも２つの電気ヒータによって直列的に連続して加熱されて、前記噴出しパイプに移動する、請求項１から５の何れか1つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項１５】
前記焼成室の入口側および出口側の少なくとも一方には、前記焼成室の上板部よりも高さの高い空洞を有する風除け部が設けられている、請求項１から１４の何れか１つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項１６】
前記風除け部は、前記焼成室の入口側および出口側の両方に設けられており、
前記風除け部には、前記空洞を複数の領域に区分けする区分け部材が設けられている、請求項１５に記載の過熱蒸気装置。
【請求項１７】
前記風除け部の外部へと連結する前記風除け部の開口の高さ寸法は、前記焼成室の上板部を基準とした高さ寸法よりも小さい、請求項１５または１６に記載の過熱蒸気装置。
【請求項１８】
さらに、前記焼成室の内部を通過するチェーンコンベアを備え、
前記焼成室は、前記耐熱コンベアの入口と出口の部分が開口した開放空間になっており、
前記噴出しパイプの噴き出し口は、前記チェーンコンベアの上方に位置している、請求項１から１７の何れか１つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項１９】
前記第１パイプおよび前記第２パイプは、前記チェーンコンベアを基準にして上方側に配置されており、
さらに、前記噴出しパイプは、前記焼成室の前記一方の側から挿入された第３パイプと、当該一方と反対の側から挿入された第４パイプとを含み、
前記第３パイプおよび前記第４パイプは、前記チェーンコンベアを基準にして下側に配置されており、
前記焼成室の内部において、前記第３パイプと前記第４パイプとは交互に配置されており、
前記第３パイプおよび前記第４パイプのそれぞれの中に、前記湯気を加熱して過熱蒸気を生成する電熱ヒータが配置されている、請求項１から１８の何れか１つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項２０】
前記第１パイプと、前記第３パイプとは、前記チェーンコンベアを挟んで対称形に配置されており、そして、
前記第２パイプと、前記第４パイプとは、前記チェーンコンベアを挟んで対称形に配置されている、請求項１９に記載の過熱蒸気装置。
【請求項２１】
前記焼成室は、内部を密閉可能な構造を有しており、
前記噴出しパイプの噴き出し口は、前記焼成室内に配置される前記被加熱物の上方に位置している、請求項１から１４の何れか１つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項２２】
前記電熱ヒータは、前記焼成室の内部に半分以上の長さで位置している、請求項１から２１の何れか1つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項２３】
さらに、前記電熱ヒータに接続され、前記電熱ヒータの加熱を制御する制御装置を備えている、請求項１から２２の何れか1つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項２４】
前記第１パイプおよび前記第２パイプのそれぞれの中に配置された前記電熱ヒータに加えて、前記湯気発生装置と前記焼成室との間に更なる加熱装置が配置されている、請求項１から２３の何れか1つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項２５】
前記更なる加熱装置は、電熱ヒータである、請求項２４に記載の過熱蒸気装置。
【請求項２６】
前記電熱ヒータには、フィンが設けられている、請求項１から２５の何れか1つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項２７】
前記電熱ヒータは、複数本の電熱線が束ねられてなる発熱部を含んでおり、
前記発熱部の断面は、円形の形状を有しており、
前記フィンは、前記発熱部の外径よりも大きく、かつ、前記噴出しパイプの内径よりも小さい外径を有する円環状部材であり、
前記フィンは、前記発熱部の長手方向に沿って間隔をあけて複数配置されている、請求項２６に記載の過熱蒸気装置。
【請求項２８】
前記焼成室の内部には、前記噴出しパイプとは別に、電熱ヒータを有する棒状部材が配置されており、
前記棒状部材は、前記被加熱物の直上および直下の少なくとも一方に配置されている、請求項１から２７の何れか1つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項２９】
過熱蒸気を用いて被加熱物を加熱する過熱蒸気装置であって、
湯気を発生させる湯気発生装置と、
前記湯気を加熱して過熱蒸気を生成する加熱装置と、
前記過熱蒸気によって被加熱物が焼成される焼成室と
を備え、
前記焼成室の内部には、前記過熱蒸気を噴出する噴出しパイプが複数本配置されており、
前記複数本の前記噴出しパイプは、前記焼成室の中に挿入されており、
前記噴出しパイプの内部には、加熱装置が配置されており、
さらに、前記湯気発生装置に接続された蒸気供給配管を備え、
前記蒸気供給配管は、前記蒸気供給配管を通過する湯気を前記噴出しパイプに通す連結配管部に接続されている、過熱蒸気装置。
【請求項３０】
前記連結配管部には、前記複数本の噴出しパイプのそれぞれの内部圧力差の調整を行うバイパス配管が取り付けてある、請求項２９に記載の過熱蒸気装置。
【請求項３１】
さらに、前記湯気発生装置に接続された蒸気供給配管を備え、
前記蒸気供給配管は、前記蒸気供給配管を通過する湯気を前記噴出しパイプに通す連結配管部に接続されており、
前記連結配管部は、前記蒸気供給配管に接続された第１パイプ部材と、それに接続された第２パイプ部材とが連結されることによって構成されており、
前記第１パイプ部材および前記第２パイプ部材によって構成されるパイプ内部には、少なくとも２つの電気ヒータが直列で配置されており、
前記蒸気供給配管から供給された前記湯気は、前記少なくとも２つの電気ヒータによって直列的に連続して加熱されて、前記噴出しパイプに移動する、請求項２９または３０に記載の過熱蒸気装置。
【請求項３２】
前記焼成室の内部には、前記噴出しパイプとは別に、電熱ヒータを有する棒状部材が配置されており、
前記棒状部材は、前記被加熱物の直上および直下の少なくとも一方に配置されている、請求項２９から３１の何れか1つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項３３】
前記湯気発生装置は、
液体が蓄えられる貯水タンクと、
前記貯水タンクに連通管を通して接続され、前記貯水タンクから供給される前記液体を加熱することによって湯気を発生させる湯気発生部と
を備え、
前記貯水タンクにおける前記液体の水位と、前記湯気発生部における前記液体の水位とは互いに一致している、請求項１から３２の何れか1つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項３４】
前記湯気発生部は、互いに独立する液体経路および蒸気経路を有し、前記液体経路を流動する液体と前記蒸気経路を流動する加熱用蒸気との間で熱交換が行われる熱交換器であり、
前記熱交換器の前記蒸気経路には、ボイラーからの高圧蒸気が導入され、
前記熱交換器の前記液体経路は、前記連通管を通して前記開放貯水タンクに接続されている、請求項３３に記載の過熱蒸気装置。
【請求項３５】
前記湯気発生部は、
前記液体を加熱する電熱ヒータと、
前記電熱ヒータを収納し、前記液体を保持するハウジングと
から構成されており、
前記ハウジングと前記貯水タンクとは前記連通管で互いに接続されている、請求項３４に記載の過熱蒸気装置。
【請求項３６】
前記湯気発生装置で発生した前記湯気は、０．１２ＭＰａＡ以下の微圧力を有する飽和水蒸気である、請求項１から３５の何れか1つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項３７】
前記被加熱物は、食品であり、
前記食品は、水産物、肉類、野菜類、パン、米、コーヒー豆およびお茶からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項１から３６の何れか1つに記載の過熱蒸気装置。
【請求項３８】
過熱蒸気を用いた加熱処理方法であって、
湯気発生装置で湯気を発生させる工程と、
前記湯気を加熱することによって、過熱蒸気を発生させる工程と、
前記過熱蒸気を焼成室に導入する工程と
を含み、
前記焼成室の内部には、前記過熱蒸気を噴出する噴出しパイプが配置されており、
前記噴出しパイプは、前記焼成室に挿入された第１パイプおよび第2パイプを含み、
前記第１パイプおよび前記第２パイプのそれぞれの中に、電熱ヒータが配置されており、
前記焼成室に導入される前記過熱蒸気は、前記第１パイプおよび前記第２パイプのそれぞれの中における前記電熱ヒータで加熱されたものである、加熱処理方法。
【請求項３９】
前記第１パイプは、前記焼成室の一方の側面から挿入されており、
前記第２パイプは、前記焼成室の他方の側面から挿入されており、
前記焼成室の内部において、前記第１パイプと前記第２パイプとは交互に配置されている、請求項３８に記載の加熱処理方法。
【請求項４０】
前記第１パイプおよび前記第２パイプはそれぞれ複数本からなる、請求項３９に記載の加熱処理方法。
【請求項４１】
前記噴出しパイプの内部圧力は、前記噴出しパイプの内部圧力の間の差を調整するバイパス配管によって調整されている、請求項３８から４０の何れか１つに記載の加熱処理方法。
【請求項４２】
前記焼成室で被加熱物が加熱される際、前記焼成室の内部は、大気よりも酸素が少ない状態である、請求項３８から４１の何れか１つに記載の加熱処理方法。
【請求項４３】
さらに、前記焼成室の内部を通過する耐熱コンベアを備え、
前記耐熱コンベアの上に被加熱物が配置される、請求項３８から４２の何れか１つに記載の加熱処理方法。
【請求項４４】
前記第１パイプおよび前記第２パイプは、前記耐熱コンベアを基準にして上方側に配置されており、
さらに、前記噴出しパイプは、前記焼成室の前記一方の側から挿入された第３パイプと、当該一方と反対の側から挿入された第４パイプとを含み、
前記第３パイプおよび前記第４パイプは、前記耐熱コンベアを基準にして下側に配置されており、
前記焼成室の内部において、前記第３パイプと前記第４パイプとは交互に配置されており、
前記第３パイプおよび前記第４パイプのそれぞれの中に、前記湯気を加熱して過熱蒸気を生成する電熱ヒータが配置されている、請求項３８から４３の何れか１つに記載の加熱処理方法。
【請求項４５】
前記焼成室での加熱温度は、３００℃以上である、請求項３８から４４の何れか1つに記載の加熱処理方法。
【請求項４６】
前記焼成室における被加熱物は、食品であり、
前記食品は、水産物、肉類、野菜類、パン、米、コーヒー豆およびお茶からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項３８から４５の何れか1つに記載の加熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱蒸気を用いた過熱蒸気装置および加熱処理方法に関する。特に、エネルギー効率に優れた過熱蒸気装置（例えば、過熱蒸気式の食品加熱装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
過熱水蒸気は、水蒸気を定圧で１００℃を超える温度に加熱した蒸気である。この過熱水蒸気（または過熱蒸気）は、水蒸気や高圧高温水蒸気と異なり、食品の加熱に好適な遠赤外線の放射性を持った熱放射性気体で、その雰囲気中では酸素が遮断されて酸化を防止することができる等の利点を有している。そして、過熱水蒸気を用いることにより、肉、魚等を味良く焼成等することができるとされている（参考；特許文献１など）。
【０００３】
過熱水蒸気によって肉、魚等の食品を焼成等する装置としては、例えば、特許文献２（特許文献１の図８に対応）などが知られている。特許文献２に記載された装置を図３３に示す。
【０００４】
図３３に示すように、この装置は、ボイラー（不図示）と、ボイラーと配管ｄにより接続した吐出孔ｂを有する過熱蒸気発生装置ａと、食品を載置して移送するコンベアｃとから構成されている。この装置では、ボイラーから水蒸気を発生させて、その水蒸気を配管ｄを介して過熱蒸気発生装置ａに設けた加熱管ａ１に送り、そして、加熱管ａ１を通る水蒸気を、過熱蒸気発生装置ａに設けたバーナーａ２によって加熱することにより過熱蒸気にする。その過熱蒸気を吐出孔ｂから出して、コンベアｃに載置した食品に吹きかけるようにして焼成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１９０４１０号公報
【特許文献２】特開平３−８３５４７号公報
【特許文献３】特開２００２−８３６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
過熱蒸気を発生させる方法は、上述したように、ガスや石油等の燃料を用いてバーナーで水蒸気を燃焼させるものが一般的である。しかしながら、そのようなバーナーを用いた方式では、排煙設備を含めて設備がとても大がかりなものとなり、設備投資が増大する。加えて、環境汚染対策などの付加的な設備も必要となる。さらに、この方式が一般的であるからさほど気づかないが、過熱蒸気を発生させる上でのエネルギー効率はそれほど良いものではない。また、電磁誘導式の加熱手段を用いたものも存在するが、これらもエネルギー効率はそれほどよいものではない。
【０００７】
電磁誘導式の加熱手段を用いたものとして、特許文献３を挙げることができる。電磁誘導コイルを用いたタイプのものは、小型のものでも、９０ｋＷ（キロワット）程度の電力が必要であり、業務用の大型冷蔵庫がせいぜい７５ｋＷのレベルとすると、とんでもなく大電力を消耗する。一方、電子レンジとほぼ同じ大きさの家庭用の過熱蒸気調理器も存在するが、そのタイプは、毎回、水を沸かして水蒸気にし、それを過熱蒸気にして使用するので、水蒸気にするための時間が必要であり使用勝手が悪く、そして、水蒸気にするための水がなくなるたびに補給しないといけないので、業務用レベルでの連続使用には用いることが難しいという問題もある。また、家庭用のものを、業務量レベルで使用すると、処理単位が違いすぎるので、熱量が足りず、加熱処理を満足に行うことができないという問題も発生し得る。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、エネルギー効率の良い過熱蒸気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る過熱蒸気装置は、過熱蒸気を用いて被加熱物を加熱する過熱蒸気装置であり、湯気を発生させる湯気発生装置と、前記湯気を加熱して過熱蒸気を生成する加熱装置と、前記過熱蒸気によって被加熱物が焼成される焼成室とを備え、前記焼成室の内部には、前記過熱蒸気を噴出する噴出しパイプが配置されており、前記噴出しパイプは、前記焼成室の一方の側から挿入された第１パイプと、当該一方と反対の側から挿入された第２パイプとを含み、前記焼成室の内部において、前記第１パイプと前記第２パイプとは交互に配置されており、前記加熱装置は、電熱ヒータであり、前記第１パイプおよび前記第２パイプのそれぞれの中に、前記電熱ヒータが配置されている。
【００１０】
ある好適な実施形態において、さらに、前記湯気発生装置に接続された蒸気供給配管を備え、前記蒸気供給配管は、前記蒸気供給配管を通過する湯気を前記噴出しパイプに通す連結配管部に接続されており、前記連結配管部には、前記蒸気供給配管に近い上流側部位と、前記上流側部位よりも下流に位置する下流側部位とを接続するバイパス配管が接続されている。
【００１１】
ある好適な実施形態において、前記バイパス配管は、前記連結配管部および前記噴出しパイプにおける内部圧力差の調整を行う配管である。
【００１２】
ある好適な実施形態において、前記バイパス配管には、前記バイパス配管内の流量を調整するバルブが設けられている。
【００１３】
ある好適な実施形態において、前記蒸気供給配管は、少なくとも２本設けられており、前記少なくとも２本の蒸気供給配管を互いに接続するバイパス配管が形成されている。
【００１４】
ある好適な実施形態において、前記連結配管部には、前記蒸気供給配管からの湯気を加熱する第２加熱装置が設けられている。
【００１５】
ある好適な実施形態において、前記第２加熱装置は、電熱ヒータであり、前記第２加熱装置は、前記連結配管部内に配置されている。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記第１パイプおよび前記第２パイプは、それぞれ複数本からなり、前記第１パイプおよび前記第２パイプは、水平方向に延びて交互に配置されている。
【００１７】
ある好適な実施形態において、前記連結配管部は、前記焼成室の上方に配置されており、前記連結配管部は、前記蒸気供給配管に接続された統合配管と、前記複数本の前記第１パイプのそれぞれ、および、前記複数本の前記第２パイプのそれぞれを、前記統合配管へと接続する分岐配管とから構成されている。
【００１８】
ある好適な実施形態において、前記分岐配管は、前記第１パイプのそれぞれ、および、前記第２パイプのそれぞれと同一方向に延びる複数の水平配管と、前記複数の水平配管のそれぞれから鉛直方向に延びて、前記噴出しパイプに接続する鉛直配管とから構成されている。
【００１９】
ある好適な実施形態において、前記複数の水平配管のそれぞれの内部には、第２電気ヒータが挿入されている。
【００２０】
ある好適な実施形態において、前記統合配管の内部には、第３電気ヒータが挿入されている。
【００２１】
ある好適な実施形態において、前記連結配管部は、複数の連結配管ユニットから構成されており、前記複数の連結配管ユニットのそれぞれには、前記蒸気供給配管が接続されており、前記複数の連結配管ユニットのそれぞれは、前記統合配管および前記分岐配管を備えている。
【００２２】
ある好適な実施形態では、さらに、前記湯気発生装置に接続された蒸気供給配管を備え、前記蒸気供給配管は、前記蒸気供給配管を通過する湯気を前記噴出しパイプに通す連結配管部に接続されており、前記連結配管部は、前記蒸気供給配管に接続された第１パイプ部材と、それに接続された第２パイプ部材とが連結されることによって構成されており、前記第１パイプ部材および前記第２パイプ部材によって構成されるパイプ内部には、少なくとも２つの電気ヒータが直列で配置されており、前記蒸気供給配管から供給された前記湯気は、前記少なくとも２つの電気ヒータによって直列的に連続して加熱されて、前記噴出しパイプに移動する。
【００２３】
ある好適な実施形態において、前記焼成室の入口側および出口側の少なくとも一方には、前記焼成室の上板部よりも高さの高い空洞を有する風除け部が設けられている。
【００２４】
ある好適な実施形態において、前記風除け部は、前記焼成室の入口側および出口側の両方に設けられており、前記風除け部には、前記空洞を複数の領域に区分けする区分け部材が設けられている。
【００２５】
ある好適な実施形態において、前記風除け部の外部へと連結する前記風除け部の開口の高さ寸法は、前記焼成室の上板部を基準とした高さ寸法よりも小さい。
【００２６】
ある好適な実施形態において、さらに、前記焼成室の内部を通過するチェーンコンベアを備え、前記焼成室は、前記耐熱コンベアの入口と出口の部分が開口した開放空間になっており、前記噴出しパイプの噴き出し口は、前記チェーンコンベアの上方に位置している。
【００２７】
ある好適な実施形態において、前記第１パイプおよび前記第２パイプは、前記チェーンコンベアを基準にして上方側に配置されており、さらに、前記噴出しパイプは、前記焼成室の前記一方の側から挿入された第３パイプと、当該一方と反対の側から挿入された第４パイプとを含み、前記第３パイプおよび前記第４パイプは、前記チェーンコンベアを基準にして下側に配置されており、前記焼成室の内部において、前記第３パイプと前記第４パイプとは交互に配置されており、前記第３パイプおよび前記第４パイプのそれぞれの中に、前記湯気を加熱して過熱蒸気を生成する電熱ヒータが配置されている。
【００２８】
ある好適な実施形態において、前記第１パイプと、前記第３パイプとは、前記チェーンコンベアを挟んで対称形に配置されており、そして、前記第２パイプと、前記第４パイプとは、前記チェーンコンベアを挟んで対称形に配置されている。
【００２９】
ある好適な実施形態において、前記焼成室は、内部を密閉可能な構造を有しており、前記噴出しパイプの噴き出し口は、前記焼成室内に配置される前記被加熱物の上方に位置している。
【００３０】
ある好適な実施形態において、前記電熱ヒータは、前記焼成室の内部に半分以上の長さで位置している。
【００３１】
ある好適な実施形態では、さらに、前記電熱ヒータに接続され、前記電熱ヒータの加熱を制御する制御装置を備えている。
【００３２】
ある好適な実施形態では、前記第１パイプおよび前記第２パイプのそれぞれの中に配置された前記電熱ヒータに加えて、前記湯気発生装置と前記焼成室との間に更なる加熱装置が配置されている。
【００３３】
ある好適な実施形態において、前記更なる加熱装置は、電熱ヒータである。
【００３４】
ある好適な実施形態において、前記電熱ヒータには、フィンが設けられている。
【００３５】
ある好適な実施形態において、前記電熱ヒータは、複数本の電熱線が束ねられてなる発熱部を含んでおり、前記発熱部の断面は、円形の形状を有しており、前記フィンは、前記発熱部の外径よりも大きく、かつ、前記噴出しパイプの内径よりも小さい外径を有する円環状部材であり、前記フィンは、前記発熱部の長手方向に沿って間隔をあけて複数配置されている。
【００３６】
ある好適な実施形態において、前記焼成室の内部には、前記噴出しパイプとは別に、電熱ヒータを有する棒状部材が配置されており、前記棒状部材は、前記被加熱物の直上および直下の少なくとも一方に配置されている。
【００３７】
本発明に係る他の過熱蒸気装置は、過熱蒸気を用いて被加熱物を加熱する過熱蒸気装置であり、湯気を発生させる湯気発生装置と、前記湯気を加熱して過熱蒸気を生成する加熱装置と、前記過熱蒸気によって被加熱物が焼成される焼成室とを備え、前記焼成室の内部には、前記過熱蒸気を噴出する噴出しパイプが複数本配置されており、前記複数本の前記噴出しパイプは、前記焼成室の中に挿入されており、前記噴出しパイプの内部には、加熱装置が配置されており、さらに、前記湯気発生装置に接続された蒸気供給配管を備え、前記蒸気供給配管は、前記蒸気供給配管を通過する湯気を前記噴出しパイプに通す連結配管部に接続されている。
【００３８】
ある好適な実施形態において、前記連結配管部には、前記複数本の噴出しパイプのそれぞれの内部圧力差の調整を行うバイパス配管が取り付けてある。
【００３９】
ある好適な実施形態では、さらに、前記湯気発生装置に接続された蒸気供給配管を備え、前記蒸気供給配管は、前記蒸気供給配管を通過する湯気を前記噴出しパイプに通す連結配管部に接続されており、前記連結配管部は、前記蒸気供給配管に接続された第１パイプ部材と、それに接続された第２パイプ部材とが連結されることによって構成されており、前記第１パイプ部材および前記第２パイプ部材によって構成されるパイプ内部には、少なくとも２つの電気ヒータが直列で配置されており、前記蒸気供給配管から供給された前記湯気は、前記少なくとも２つの電気ヒータによって直列的に連続して加熱されて、前記噴出しパイプに移動する。
【００４０】
前記焼成室の内部には、前記噴出しパイプとは別に、電熱ヒータを有する棒状部材が配置されており、前記棒状部材は、前記被加熱物の直上および直下の少なくとも一方に配置されている。
【００４１】
ある好適な実施形態において、前記湯気発生装置は、液体が蓄えられる貯水タンクと、前記貯水タンクに連通管を通して接続され、前記貯水タンクから供給される前記液体を加熱することによって湯気を発生させる湯気発生部とを備え、前記貯水タンクにおける前記液体の水位と、前記湯気発生部における前記液体の水位とは互いに一致している。
【００４２】
ある好適な実施形態において、前記湯気発生部は、互いに独立する液体経路および蒸気経路を有し、前記液体経路を流動する液体と前記蒸気経路を流動する加熱用蒸気との間で熱交換が行われる熱交換器であり、前記熱交換器の前記蒸気経路には、ボイラーからの高圧蒸気が導入され、前記熱交換器の前記液体経路は、前記連通管を通して前記開放貯水タンクに接続されている。
【００４３】
ある好適な実施形態において、前記湯気発生部は、前記液体を加熱する電熱ヒータと、前記電熱ヒータを収納し、前記液体を保持するハウジングとから構成されており、前記ハウジングと前記貯水タンクとは前記連通管で互いに接続されている。
【００４４】
ある好適な実施形態において、前記湯気発生装置で発生した前記湯気は、０．１２ＭＰａＡ（絶対圧力）以下の微圧力を有する飽和水蒸気である。
【００４５】
ある好適な実施形態において、前記被加熱物は、食品であり、前記食品は、水産物、肉類、野菜類、パン、米、コーヒー豆およびお茶からなる群から選択される少なくとも一つである。
【００４６】
本発明に係る加熱処理方法は、過熱蒸気を用いた加熱処理方法であり、湯気発生装置で湯気を発生させる工程と、前記湯気を加熱することによって、過熱蒸気を発生させる工程と、前記過熱蒸気を焼成室に導入する工程とを含み、前記焼成室の内部には、前記過熱蒸気を噴出する噴出しパイプが配置されており、前記噴出しパイプは、前記焼成室に挿入された第１パイプおよび第2パイプを含み、前記第１パイプおよび前記第２パイプのそれぞれの中に、電熱ヒータが配置されており、前記焼成室に導入される前記過熱蒸気は、前記第１パイプおよび前記第２パイプのそれぞれの中における前記電熱ヒータで加熱されたものである。
【００４７】
ある好適な実施形態において、前記第１パイプは、前記焼成室の一方の側面から挿入されており、前記第２パイプは、前記焼成室の他方の側面から挿入されており、前記焼成室の内部において、前記第１パイプと前記第２パイプとは交互に配置されている。
【００４８】
ある好適な実施形態において、前記第１パイプおよび前記第２パイプはそれぞれ複数本からなる。
【００４９】
ある好適な実施形態において、前記噴出しパイプの内部圧力は、前記噴出しパイプの内部圧力の間の差を調整するバイパス配管によって調整されている。
【００５０】
ある好適な実施形態において、前記焼成室で被加熱物が加熱される際、前記焼成室の内部は、大気よりも酸素が少ない状態である。
【００５１】
ある好適な実施形態において、さらに、前記焼成室の内部を通過する耐熱コンベアを備え、前記耐熱コンベアの上に被加熱物が配置される。
【００５２】
ある好適な実施形態において、前記第１パイプおよび前記第２パイプは、前記耐熱コンベアを基準にして上方側に配置されており、さらに、前記噴出しパイプは、前記焼成室の前記一方の側から挿入された第３パイプと、当該一方と反対の側から挿入された第４パイプとを含み、前記第３パイプおよび前記第４パイプは、前記耐熱コンベアを基準にして下側に配置されており、前記焼成室の内部において、前記第３パイプと前記第４パイプとは交互に配置されており、前記第３パイプおよび前記第４パイプのそれぞれの中に、前記湯気を加熱して過熱蒸気を生成する電熱ヒータが配置されている。
【００５３】
ある好適な実施形態において、前記焼成室での加熱温度は、３００℃以上である。
【００５４】
ある好適な実施形態において、前記焼成室における被加熱物は、食品であり、前記食品は、水産物、肉類、野菜類、パン、米、コーヒー豆およびお茶からなる群から選択される少なくとも一つである。
【発明の効果】
【００５５】
本発明の過熱蒸気装置は、湯気発生装置で発生させた湯気を加熱して過熱蒸気を生成する加熱装置と、過熱蒸気によって被加熱物が焼成される焼成室とを備え、焼成室の内部には、過熱蒸気を噴出する噴出しパイプが配置されている。噴出しパイプは、焼成室の一方の側から挿入された第１パイプと、その反対の側から挿入された第２パイプとを含み、第１パイプと第２パイプとは交互に配置されている。そして、加熱装置は電熱ヒータであり、第１パイプおよび第２パイプのそれぞれの中に電熱ヒータが配置されている。したがって、焼成室の内部に交互に配置された第１パイプおよび第２パイプのそれぞれの中に電熱ヒータが配置されていることから、電熱ヒータの加熱によって高温になった過熱蒸気をすぐに被加熱物に接触させることができるとともに、第１パイプ及び第２パイプ内に配置された電熱ヒータの熱を焼成室の内部の加熱に利用することができる。その結果、エネルギー効率の良い過熱蒸気装置を実現することができる。加えて、第１パイプと第２パイプとが交互に配置されているので、焼成室の内部を均一に加熱することが容易となる。
【００５６】
加えて、湯気発生装置に接続された蒸気供給配管が連結配管部に接続され、その連結配管部にバイパス配管が設けられている場合には、複数の噴出しパイプのそれぞれの内部圧力差の調整をすることができ、それによって、より一層、焼成室の内部を均一に加熱することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態に係る過熱蒸気装置１００の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る焼成室１０の平面構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る焼成室１０およびその周囲の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る焼成室１０の内部の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る電熱ヒータ３０の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る過熱蒸気装置１００の平面構成を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る過熱蒸気装置１００の断面構成を模式的に示す図である。
【図８】噴出しパイプ２０の噴き出し口２５を模式的に示す斜視図である。
【図９】噴出しパイプ２０の噴き出し口２５を模式的に示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る過熱蒸気装置１５０の構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る過熱蒸気装置１５０における連結配管部２３および焼成室１０の構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る過熱蒸気装置１５０における連結配管部２３および焼成室１０の構成を示す正面図である。
【図１３】焼成室１０に近接して接続された風除け部６３の構成を模式的に示す断面図である。
【図１４】焼成室１０に近接して接続された風除け部６３の構成を模式的に示す断面図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る過熱蒸気装置１５０の構成を示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る過熱蒸気装置１５０の構成を示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る加熱処理装置２００の側面構成を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る加熱処理装置２００の内部構成を示す平面図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る加熱処理装置２００の側面構成を示す断面図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る過熱蒸気装置１５０および熱交換器７０の構成を示す正面図である。
【図２１】本発明の実施形態に係る予備加熱室９０および熱交換器７０の構成を示す正面図である。
【図２２】加熱後の焼き魚（焼きサバ）を示す図面代用写真である。
【図２３】本発明の実施形態に係る加熱処理装置２００の側面構成を模式的に示す断面図である。
【図２４】湯気発生装置４０の構成を模式的に示す断面図である。
【図２５】湯気発生装置４０の構成を模式的に示す断面図である。
【図２６】（ａ）および（ｂ）は、バッチ式の焼成室１０の構成を示す側面図および正面図である。
【図２７】過熱蒸気装置（改変例）１００（１５０）の側面構成を模式的に示す断面図である。
【図２８】過熱蒸気装置（改変例）１００（１５０）の平面構成を模式的に示す断面図である。
【図２９】過熱蒸気装置（改変例）１００（１５０）の側面構成を模式的に示す断面図である。
【図３０】過熱蒸気装置（改変例）１００（１５０）の平面構成を模式的に示す断面図である。
【図３１】過熱蒸気装置（改変例）１００（１５０）の平面構成を模式的に示す断面図である。
【図３２】本発明の実施形態に係る加熱処理装置２００の構成を模式的に示す断面図である。
【図３３】従来の過熱水蒸気によって肉、魚等の食品を焼成する装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
食品製造における加熱工程は、おいしい、良い製品をつくる上において最も重要なポイントである。通常は、バーナーによる加熱、温水による加熱、油による加熱が主によく使用され、それに比べると、スチーム加熱は、バーナー、温水等の加熱と比べて総熱量が少ないなどの関係から、実際にはあまり利用されていない。本願発明者は、温水等の加熱に変えて、スチーム加熱の可能性を鋭意探究した結果、過熱蒸気（過熱水蒸気）を用いた加熱方法に辿り着き、その開発を進めた。
【００５９】
本願発明者は、微圧蒸気（湯気）を加熱して過熱蒸気として、その過熱蒸気を食品に当てて加熱を行う手法を開発し、そしてそれを特願２００７−５２２３０３号明細書に開示した。なお、過熱蒸気を用いる加熱調理装置として、特開２００４−２３６９９１号公報に開示された技術があるが、この技術は、大気圧動作のものではなく、熱交換器内の内部圧力を高圧（５．０〜５．２ｋｇｆ／ｃｍ2）にするものであり、本願発明者が特願２００７−５２２３０３号明細書に開示した技術とは基本的に技術的思想が異なる。また、特開２００３−３２５３４０号公報には、常圧の過熱蒸気による焼成装置が開示されている。しかしながら、この焼成装置は、バーナーによって過熱蒸気を生成する方式のため、上述した特許文献２について述べたように、排煙設備を含めて設備がとても大がかりなものとなるとともに、過熱蒸気を発生させる上でのエネルギー効率はそれほど良いものではない。
【００６０】
本願発明者が開発した技術（特願２００７−５２２３０３号明細書に開示の技術）は素晴らしいものであるが、エネルギー利用効率の改善の点で更なる進歩をすることができる余地があった。すなわち、本願発明者が開発した技術（特願２００７−５２２３０３号明細書に開示の技術）は、従来のもの（例えば、特許文献２など）と比較すると、エネルギー効率は非常に良いものであるが、更なるエネルギー効率の向上とともに、加熱時の熱の均一性の点において改善する余地があった。
【００６１】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のために、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は、必ずしも実際の寸法関係を正確に反映していない場合がある。
【００６２】
また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事項は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書及び図面によって開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。加えて、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００６３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る過熱蒸気装置１００の構成を示す斜視図である。本実施形態の過熱蒸気装置１００は、過熱蒸気を用いて被加熱物を加熱する過熱蒸気装置１００であり、特に、被加熱物が食品である場合には、過熱蒸気式の食品加熱装置１００である。
【００６４】
図１に示すとおり、本実施形態の過熱蒸気装置１００は、湯気を発生させる湯気発生装置（不図示）と、湯気４５を加熱して過熱蒸気を生成する加熱装置３０と、その過熱蒸気によって被加熱物が焼成される焼成室１０とから構成されている。図２は、焼成室１０の平面断面構成の一例を示す図である。図３は、焼成室１０の周囲の構成の一例を示す図である。また、図４は、焼成室１０の内部の構成の一例を示す図である。
【００６５】
本実施形態の焼成室１０の内部には、過熱蒸気を噴出する噴出しパイプ（又は、スパージ管）２０が配置されている。噴出しパイプ２０は、焼成室１０の一方の側（１０ａ）から挿入された第１パイプ２０Ａと、当該一方と反対の側（１０ｂ）から挿入された第２パイプ２０Ｂとを含む。そして、焼成室１０の内部において、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとは交互に配置されている。本実施形態における加熱装置３０は、電熱ヒータ（加熱ヒータ）であり、そして、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂのそれぞれの中に、電熱ヒータ３０が配置されている。本実施形態の電熱ヒータ４０は、例えば、数キロワット程度の電熱ヒータ（例えば、プラグヒータ、フランジヒータなど）である。
【００６６】
図１及び図２に示した構成において、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂは、それぞれ複数本からなる。具体的には、第１パイプ２０Ａが４本からなり、第２パイプ２０Ｂが４本からなる。そして、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂは、水平方向に延びて交互に配置されている。すなわち、焼成室１０の出口（５２）を正面とした場合に、一方側１０ａを右側とし、他方側を左側としたときに、第１パイプ２０Ａ及び第２パイプ２０Ｂは、右側及び左側から交互に焼成室１０の内部に挿入されている。図２に示すように、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂの一端（後端）には、電熱ヒータ３０が挿入される開口部２２が形成されている。また、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂの他端（先端）は、閉じられており、この例では、当該他端（先端）は、弾丸状（又は、略半球状）の形状を有している。
【００６７】
また、本実施形態の構成では、過熱蒸気装置１００は、図３及び図４に示すように、焼成室１０の内部を通過するチェーンコンベア５０を備えている。焼成室１０は、図２に示すように、チェーンコンベア５０の入口１１と出口１２の部分が開口した開放空間になっている。また、噴出しパイプ２０の噴き出し口は、チェーンコンベア５０の上方に位置している。ここで、チェーンコンベア５０は、矢印５１のように上流側から移動してきて、焼成室１０の中を通過して、矢印５２のように下流側に移動する。
【００６８】
図１に示した過熱蒸気装置１００では、焼成室１０の下流側（出口側）には、風除けフード６１が設けられている。また、一方、焼成室１０の上流側（入口側）にも、風除けフード６２が設けられている。なお、風除けフード６１の部分を風除け室６１と言い換えると、図１に示した構成では、焼成室１０の下流側に、風除け室６１が連結されており、焼成室１０の上流側に、風除け室６２が連結されている。本実施形態の焼成室１０は、台部６０の上に配置されている。台部６０は、接地部（例えば、ゴムストッパ）６６を介して地面（例えば、工場の床）の上に設置されている。また、台部６０には、噴出しパイプ２０内に挿入された電熱ヒータ３０から延びた配線３１が接続された制御装置６５が配置されている。制御装置６５には、電熱ヒータ３０の加熱を制御することができる制御回路が含まれている。制御回路は、半導体集積回路（ＩＣ）を含む電子回路または電気回路によって構築されている。具体的な構成においては、焼成室１０内に温度センサを設置して、その温度センサの数値および加熱プログラムに基づいて制御装置６５にて電熱ヒータ３０を制御して、過熱蒸気装置１００を動作させることができる。
【００６９】
本実施形態の噴出しパイプ２０には、蒸気供給用の配管４２が接続されており、蒸気供給用の配管４２内には蒸気（例えば、水蒸気）または過熱蒸気が通過して、噴出しパイプ２０に蒸気または過熱蒸気を供給する。図１中の矢印は、蒸気（または過熱蒸気）の流れを模式的に示している。
【００７０】
蒸気供給用の配管４２は、蒸気発生装置（不図示）に接続された配管部（蒸気導入配管）４２ａと、配管部４２ａに接続された配管部（第１統合配管）４２ｂと、配管部４２ｂに接続された配管部（第２統合配管）４２ｃと、配管部４２ｃから分岐した配管部（分岐配管）４２ｄから構成されている。配管部４２ｂと配管部４２ｃとは、配管部（垂直に延びた連結配管、または、鉛直方向に延びた鉛直配管）４２ｅを介して互いに連結されている。また、配管部４２ｄの一端（出口端）は、噴出しパイプ２０に接続されている。図１に示した構成では、蒸気導入配管４２ａを、配管部４２ａに接続された配管部（第１統合配管）４２ｂの中央の位置に接続することにより、そこから左右に分かれて流れる蒸気の管内圧力の差がなるべく生じないようにしている。
【００７１】
なお、本実施形態の構成においては、蒸気供給配管４２からの蒸気（湯気）を直列して連続して加熱して、噴出しパイプ２０へと送り出すために、第１統合配管４２ｂにも加熱装置（電熱ヒータ）３０を配置している。加えて、第２統合配管４２ｃにも加熱装置（電熱ヒータ）３０を配置している。直列に接続した加熱装置３０によって、噴出しパイプ２０に導入する蒸気（過熱蒸気の状態のもの）をより高温なものにすることができる。
【００７２】
ただし、蒸気供給配管４２からの蒸気（湯気）を、噴出しパイプ２０内の電熱ヒータ３０で加熱することで過熱蒸気にして、その過熱蒸気を被加熱物（例えば、食品）に噴き出すことも可能である。したがって、第１統合配管４２ｂおよび第２統合配管４２ｃの何れか一方に電熱ヒータ３０を配置する構成の他、第１統合配管４２ｂおよび第２統合配管４２ｃの何れにも電熱ヒータ３０を配置しない構成にすることも可能である。
【００７３】
また、図３に示した例では、配管部（分岐配管）４２ｄは、ソケット４４を介して、噴出しパイプ２０に接続されている。ソケット４４は、３つ又になっており、噴出しパイプ２０の開口部２２に挿入することができるとともに、ソケット４４には、配管部（分岐配管）４２ｄの一端を接続することができる。ソケット４４には、電熱ヒータ３０を挿入するためのソケット開口部４４ａが形成されている。ソケット４４のソケット開口部４４ａから挿入された電熱ヒータ３０は、噴出しパイプ２０の開口部２２を通って、噴出しパイプ２０の内部に配置される。なお、図３に示した例では、配管部４２ｄおよび配管部４２ａに、配管を接続するためのフランジを示しているが、図１に示した例のように、フランジを設けずに溶接によって配管を接続してもよい。
【００７４】
図５は、本実施形態の電熱ヒータ３０の構成の一例を示している。本実施形態の電熱ヒータ３０は、複数本の電熱線３３が束ねられてなる発熱部３０ａを含んでいる。図示した発熱部３０ａの断面は、円形の形状（または、略円筒形状）を有している。発熱部３０ａの根本には、噴出しパイプ２０に固定するための円盤状部位（ソケット対応部）３０ｂが設けられている。
【００７５】
本実施形態の電熱ヒータ３０には、フィン３２が設けられている。フィン３２は、発熱部３０ａの外径よりも大きく、かつ、噴出しパイプ２０の内径よりも小さい外径を有する円環状部材である。また、本実施形態のフィン３２は、発熱部３０ａの長手方向に沿って間隔をあけて複数配置されている。フィン３２は、発熱部分の表面積を増やして加熱効率を向上させる他、噴出しパイプ２０内に漂う蒸気（水蒸気、過熱蒸気）の流れをフィン３２で止めてその効果で蒸気（水蒸気、過熱蒸気）を加熱する効果も有している。
【００７６】
また、本実施形態の電熱ヒータ３０（発熱部３０ａ）は、高温に耐えられるステンレス金属やチタン材料から構成されており、そして、腐食防止のためにはチタン材料から構成されていることが好ましい。フィン３２も、高温に耐えられるステンレス金属やチタン材料から構成されており、チタン製であることが好ましい。なお、電熱ヒータ３０は、噴出しパイプ２０内に導入される蒸気（水蒸気、過熱蒸気）を加熱して、導入された蒸気よりも高温の過熱蒸気にすることができる加熱装置であれば、図５に示したものに限定されるものではない。
【００７７】
次に、図６及び図７を参照しながら、本実施形態の過熱蒸気装置１００について更に説明する。図６は、本実施形態の過熱蒸気装置１００における焼成室１０の平面断面構造を模式的に示しており、図７は、焼成室１０の側面断面構造を模式的に示している。
【００７８】
図６に示すように、本実施形態の過熱蒸気装置１００は、蒸気を発生させる蒸気発生装置４０を備えている。本実施形態の蒸気発生装置４０は、湯気を発生させる湯気発生装置であり、湯気発生装置４０からは、微圧力（例えば、絶対圧力０．１２ＭＰａＡ程度以下、または、ゲージ圧力０．０１８７ＭＰａＧ以下）の飽和水蒸気が生成する。典型的には０．１３ＭＰａＡ以下（一例では０．１０５〜０．１２ＭＰａＡ）の湯気（微圧蒸気）を用いる。ただし、湯気発生装置４０が発生する湯気（蒸気）の圧力は例示であり、実際に使用する条件にあわせて適宜好適なものを採用することができるので、その圧力を上回る場合もあるし、その圧力を下回る場合もあり得る。
【００７９】
湯気発生装置４０から発生した湯気は、配管４２内を矢印４８のように移動して、噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）の内部に導入される。そして、噴出しパイプ２０の中に配置された電熱ヒータ３０によって、導入された湯気は加熱されて、過熱蒸気（過熱水蒸気）となる。なお、図５に示した電熱ヒータ３０には、電熱面積を大きくするためのフィン３２が取り付けられている。図示した例では、それぞれの電熱ヒータ３０に、複数のフィン３２が取り付けられている。また、電熱ヒータ３０は、焼成室１０の内部に半分以上の長さで位置していることが好ましく、さらには、大半（例えば、７割又は８割以上）の長さが位置していることがより好ましい。
【００８０】
次いで、図７に示すように、電熱ヒータ３０の加熱で生成した過熱蒸気は、矢印５４に示すように、噴出しパイプ２０の噴き出し口２５から噴き出されて、チェーンコンベア（または、耐熱コンベア）５０の表面に位置する被加熱物（例えば、食品）５５に接触する。すなわち、噴出しパイプ２０の中の過熱蒸気は、チェーンコンベア５０の上方に位置する噴き出し口２５から噴き出されて、被加熱物（例えば、食品）５５を加熱する（例えば、加熱調理する）。被加熱物５５が冷凍魚（例えば、冷凍サバ）の場合、チェーンコンベア５０の上に位置する冷凍魚５５は、焼成室１０の入口１１から矢印５１のように導入され、噴き出し口２５から吹き付けられた過熱蒸気（５４）によって焼成され、焼き魚となる。その後、焼き魚５５は、チェーンコンベア５０で前方（下流）に進み、焼成室１０の出口１２から矢印５２のように出て行く。ここで、チェーンコンベア５０を用いた方式の一例を詳細に述べると、チェーンコンベア５０に焼き網（耐熱ステンレス製のもの等）を配置し、その網の上で被加熱物（魚、肉など）を乗せて移動させるものであり、ある例では、焼き網を含めた形態でチェーンコンベア５０と称する場合がある。
【００８１】
図８および図９は、噴出しパイプ２０の噴き出し口２５の形状を模式的に示す斜視図である。図８に示した噴き出し口（貫通孔）２５ａは、円形（または、楕円形、長円形その他の略円形）の形状を有している。なお、図８に示した噴き出し口２５ａの形状を、円形または略円形以外の形状（例えば、四角形、六角形など）にすることも可能である。図９に示した噴き出し口２５ｂは、スリット形状を有している。噴出しパイプ２０に、細長い短冊状のスリット２５ｂが形成されている。スリット形状の噴き出し口２５ｂは、１つでも複数でも構わない。なお、噴き出し口２５（２５ａ、２５ｂ）は、典型的には、噴出しパイプ２０の直下部位（鉛直方向の下方向部位）に形成されるが、それ以外の部位にさらに噴き出し口２５を追加して形成しても構わない。また、噴出しパイプ２０の直下部位（鉛直方向の下方向部位）には噴き出し口２５は形成せずに、例えば、噴出しパイプ２０の下半分の領域に、複数の噴き出し口２５を形成することも可能である。
【００８２】
本実施形態の過熱蒸気装置１００においては、上述したように、湯気発生装置４０で発生させた湯気を加熱して過熱蒸気を生成する加熱装置３０と、過熱蒸気（５４）によって被加熱物５５が焼成される焼成室１０とが備えられている。焼成室１０の内部には、過熱蒸気（５４）を噴出する噴出しパイプ２０が配置されている。噴出しパイプ２０は、焼成室１０の一方の側１０ａから挿入された第１パイプ２０Ａと、その反対の側１０ｂから挿入された第２パイプ２０Ｂとを含み、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとは交互に配置されている。そして、本実施形態の加熱装置３０は電熱ヒータであり、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂのそれぞれの中に電熱ヒータ３０が配置されている。
【００８３】
本実施形態の構成によれば、焼成室１０の内部に交互に配置された第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂのそれぞれの中に電熱ヒータ３０が配置されていることから、電熱ヒータ３０の加熱によって高温になった過熱蒸気をすぐに被加熱物５５に接触させることができる。したがって、焼成室１０の外で過熱蒸気を発生させ、その過熱蒸気を焼成室１０内に導入した場合には、焼成室１０内において被加熱物５５に過熱蒸気を接触させる際にはその過熱蒸気の温度は低下してしまっているが、一方、本実施形態の場合では、より高温の過熱蒸気（例えば、５５０℃またはそれ以上の過熱蒸気）を被加熱物５５に接触させることができる。それゆえに、被加熱物５５に接触させた際の過熱蒸気の温度が同じである場合、焼成室１０の外で過熱蒸気を発生させたものと比べて、本実施形態の構成の方が、エネルギー効率が良い。また、電熱ヒータ３０は第１パイプ２０Ａ及び第２パイプ２０Ｂの中に配置されているので、電熱ヒータ３０の熱を、焼成室１０の内部を加熱することに利用することができる。したがって、電熱ヒータ３０の熱も利用できる分、本実施形態の構成はエネルギー効率を向上させることができる。さらに述べると、同様のスペックの電熱ヒータを用いた構成において、焼成室１０の外で過熱蒸気を発生させたものと比べて、本実施形態の構成の過熱蒸気装置１００では、エネルギーコストを２／３にすることができることが本願発明者によって確認された。
【００８４】
さらには、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとを交互に配置していることにより、焼成室１０の内部を均一に加熱することが容易となる。その結果、被加熱物（例えば、食品）５５の加熱度合いを均一にすることができ、良質な結果物（例えば、加熱した食品）を生産することができる。ここで、第１パイプ２０Ａ及び第２パイプ２０Ｂを共に同じ側から挿入した場合、第１パイプ２０Ａ及び第２パイプ２０Ｂを挿入した側（根本側）と、第１パイプ２０Ａ及び第２パイプ２０Ｂの先端側とで、焼成室１０の内部の温度に差がでるため、加熱した結果物（例えば、加熱した食品）の仕上がりにバラツキがでてしまう。一方、本実施形態の構成の場合、第１パイプ２０Ａ及び第２パイプ２０Ｂは交互に配置されているので、そのような温度差によるバラツキが生じることを抑制することが可能となる。
【００８５】
また、焼成室１０の外で過熱蒸気を発生させたものと比べても、本実施形態の構成の過熱蒸気装置１００では、焼成室１０の内部を均一に加熱することができ、それゆえに、被加熱物（例えば、食品）５５の焼け具合を良くすることができ、そして、焼きムラを低減することができる。これは、焼成室１０の外で発生させた過熱蒸気で焼成する場合と比較すると、第１パイプ２０Ａ及び第２パイプ２０Ｂから被加熱物５５へと吹き付けられる過熱蒸気の温度が安定していることがある。それとともに、第１パイプ２０Ａ及び第２パイプ２０Ｂは交互に配置されているので、噴出しパイプ（スパージ管）２０における根本部分と先端部分との過熱蒸気（高温蒸気）の温度差が左右でバランスが取れて、焼け具合の左右の違いを均一化することができるからである。さらに、本実施形態の過熱蒸気装置１００によれば、連続運転によって結果物（例えば、焼き魚）を大量生産することができるので、一つ一つの焼成のエネルギーコスト低減に加えて、大量生産工程の導入におけるエネルギーコスト低減の効果も得られる。
【００８６】
なお、図６に示した構成においては、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとは、それぞれ、２本ずつ焼成室１０の内部に配置されているが、その構成に限定されるものではない。例えば、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂをそれぞれ３本ずつにすることも可能であるし、第１パイプ２０Ａを２本にして、第２パイプ２０Ｂを１本にすることも可能である。焼成室１０の内部において、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとは少なくとも一本ずつ配置することも可能であるが、焼成室１０の内部の加熱領域をある程度確保するために、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂをそれぞれ複数本にすることが好ましい。例えば、第１パイプ２０Ａを８本にして、第２パイプ２０Ｂを８本にしてもよい。さらには、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとを交互に配置した領域以外に、予備加熱して、片側から延びて配置した過熱蒸気噴き出し用のパイプを設けても構わない。加えて、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとを交互に配置する態様としては、１本ずつ交互に配置する構造の他、例えば、２本連続した第１パイプ２０Ａの後に、２本連続した第２パイプ２０Ｂを配列させるような交互の配置の形態を採用しても構わない。
【００８７】
さらに、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂに導入する蒸気は、微圧の湯気の他、過熱蒸気であってもよい。具体的には、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂのそれぞれの中に配置された電熱ヒータ３０に加えて、湯気発生装置４０と焼成室１０との間に更なる加熱装置を配置することができる。すると、その更なる加熱装置で湯気を過熱蒸気にすることができ、当該過熱蒸気を第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂに供給し、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂの内部に配置された電熱ヒータ３０によって、供給された過熱蒸気を、更に高温の過熱蒸気にすることができる。更なる加熱装置が電気ヒータの場合、図１に示した構成において、配管部４２ｂおよび配管部４２ｃの内部の何れか一方または両方に電気ヒータを挿入して、そこで湯気を加熱して過熱蒸気を生成させることが可能である。なお、湯気を電熱ヒータで加熱して生成させた過熱蒸気も微圧の過熱蒸気であり、電気ヒータの動作時の内部圧力（過熱蒸気圧力）は例えば１．２気圧以下である。
【００８８】
図２に示した構成において、各部材の条件を例示的に説明すると次の通りである。第１パイプ２０Ａとそれに隣接する第１パイプ２０Ａとのピッチは、例えば、１００ｍｍ〜２００ｍｍ（一例では、１５０ｍｍ）であり、同様に、第２パイプ２０Ｂのピッチは、例えば、１００ｍｍ〜２００ｍｍ（一例では、１５０ｍｍ）である。焼成室１０の幅（第１パイプ２０Ａ・第２パイプ２０Ｂの内部長さに実質的に相当する長さ）は、例えば、８００ｍｍ〜２０００ｍｍ（一例では、１０００ｍｍ）である。また、図３及び図４に示した構成において、噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）の噴き出し口２５（または、噴出しパイプ２０の最下面）と、チェーンコンベア５０との間は、例えば、３０ｍｍ〜１００ｍｍ（一例では、５０ｍｍ）である。また、焼成室１０の底面から、噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）の最下面までの高さは、例えば、１００ｍｍ〜３００ｍｍ（一例では、２００ｍｍ）である。焼成室１０の上面（天井）から、噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）の最上面までの高さは、例えば、５０ｍｍ〜２００ｍｍ（一例では、１００ｍｍ）である。第１パイプ２０Ａ及び第２パイプ２０Ｂの直径は、例えば、３０ｍｍ〜１００ｍｍ（一例では、５０ｍｍ）である。第１パイプ２０Ａ及び第２パイプ２０Ｂの形状は、経年劣化を考慮した強度などの関係から円筒形状が好ましいが、円筒以外の形状のものを使用しても構わない。また、焼成室１０、噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）、蒸気供給用の配管４２は、典型的にはステンレスから構成されている。
【００８９】
＜第２実施形態＞
図１０は、本発明の第２実施形態に係る過熱蒸気装置１５０の構成を示す斜視図である。本実施形態の過熱蒸気装置１５０は、過熱蒸気を用いて被加熱物を加熱する処理（特に、食品加熱、または、食品製造）を行うための装置である。また、図１１は、本実施形態の過熱蒸気装置１５０の焼成室１０の上方からみた配管構造の様子を示している。さらに、図１２は、本実施形態の過熱蒸気装置１５０の焼成室１０の断面構造を模式的に示している。なお、上述した第１実施形態と共通する事項については説明を省略する。
【００９０】
図１０に示すとおり、本実施形態の過熱蒸気装置１５０は、湯気を発生させる湯気発生装置（不図示）と、湯気４５を加熱して過熱蒸気を生成する加熱装置３０と、その過熱蒸気によって被加熱物が焼成される焼成室１０とから構成されている。また、焼成室１０の内部には、過熱蒸気を噴出する噴出しパイプ２０が複数本配置されている。複数本の噴出しパイプ２０は、焼成室１０の中に挿入されている。また、噴出しパイプ２０の内部には、電熱ヒータ３０が配置されている。図１０に示した構成においても、噴出しパイプ２０は、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとを含んでいる。そして、焼成室１０の内部において、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとは交互に配置されている。
【００９１】
本実施形態の構成においては、焼成室１０の周囲（特に、上方部）に、湯気発生装置（不図示）から延びた蒸気供給配管４１に接続された連結配管部４３が配置されている。連結配管部４３は、蒸気供給配管４１内を通過する湯気を噴出しパイプ２０へと供給するための配管構造部である。そして、本実施形態の過熱蒸気装置１５０では、連結配管部４３および噴出しパイプ２０における内部圧力差の調整を行うバイパス配管４５（４５Ａ、４５Ｂ）が設けられている。本実施形態のバイパス配管４５（４５Ａ、４５Ｂ）は、連結配管部４３のうちの蒸気供給配管４１に近い上流側部位４６ａと、上流側部位よりも下流に位置する下流側部位４６ｂとを接続している。
【００９２】
図示した構成では、連結配管部４３は、焼成室１０の上方に配置されている。そして、連結配管部４３は、蒸気供給配管４１に接続された統合配管４３ａと、統合配管４３ａから延びた分岐配管４３ｂ、４３ｃとから構成されている。蒸気供給配管４１は、統合配管４３ａの接続箇所（連結箇所）４７にて統合配管４３ａに接続されている。また、分岐配管４３ｂ、４３ｃは、噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）に接続する配管である。分岐配管４３ｂは、噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）と同一方向に延びる水平配管４３ｂである。そして、分岐配管４３ｃは、水平配管４３ｂから鉛直方向に延びて、噴出しパイプ２０に接続する鉛直配管４３ｃである。
【００９３】
また、この構成例では、複数の水平配管４３ｂのそれぞれの内部には、第２電気ヒータ３０が挿入されている。そして、統合配管４３ａの内部には、第３電気ヒータ３０が挿入されている。なお、第２電気ヒータ３０および／または第３電気ヒータ３０によって、連結配管部４３内を移動する蒸気を直列的に昇温することが可能となる。なお、第２電気ヒータ３０、第３電気ヒータ３０は、必須の電気ヒータではなく、何れか一方の配置でもよいし、何れも配置しない構成例もあり得る。
【００９４】
さらに、本実施形態の構成では、図１０及び図１１に示すように、連結配管部４３は、複数の連結配管ユニット４９Ａ、４９Ｂから構成されている。また、複数の連結配管ユニット４９Ａ、４９Ｂのそれぞれには、蒸気供給配管４１Ａ、４１Ｂが接続されている。そして、各連結配管ユニット４９Ａ、４９Ｂは、統合配管４３ａおよび分岐配管（４３ｂ、４３ｃ）を備えている。なお、図示した例では、２つの連結配管ユニット４９Ａ、４９Ｂを示しているが、３つ以上の連結配管ユニット（４９Ａなど）を接続して、連結配管部４３を構築することも可能である。また、図示した構成例では、蒸気供給配管４１Ａ、４１Ｂを互いに接続するバイパス配管４５Ｃが形成されている。このバイパス配管４５Ｃによって、蒸気供給配管４１Ａ、４１Ｂの間の圧力差を調整すること（均一にすること）ができる。
【００９５】
本実施形態の構成においては、バイパス配管４５（４５Ａ、４５Ｂ）を設けるようにしているが、これは次のようなことに基づく。本願発明者は、図１に示した過熱蒸気装置１００において実験を行っていたところ、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとを交互に配置した構造においても、まだ、焼成室１０内での加熱の温度ムラが生じることを見出した。もちろん、過熱蒸気装置１００は、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂの内部に電熱ヒータ３０が存在しない構成に比べると、焼成室１０内での加熱温度の均一性は優れており、そして、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂを交互に配置（千鳥配置）にしなかった場合（片側配置）と比較しても焼成室１０内での加熱温度の均一性は優れている。そのような優れた加熱均一性を持っているにもかかわらず、まだ加熱温度の不均一さがあることを深く検討し、各々の噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）の間における管内の蒸気圧力の差（不均一さ）が、当該加熱温度の不均一さの原因であることを見出した。そして、本実施形態の構成においては、前後縦横に延びる配管構造（連結配管部４３）の内部を蒸気（湯気または過熱蒸気）が通過する間に圧力差が生じることを抑制するために、バイパス配管４５を設けている。これにより、連結配管部４３における圧力差を調整することができ、その結果、各々の噴出しパイプ２０の間の圧力を均一にすることができる。またそれによって、噴出しパイプ２０から噴き出される過熱蒸気の加熱温度を揃えることができ、焼成室１０内での加熱温度の均一性をより優れたものにすることができる。
【００９６】
また、本実施形態の構成においては、連結配管部４３は、複数の連結配管ユニット４９Ａ、４９Ｂから構成されており、その連結配管ユニット４９Ａ、４９Ｂの間の加熱温度の差異を減らすことが好ましい。図示した構成例では、蒸気供給配管４１Ａ、４１Ｂを互いに接続するバイパス配管４５Ｃが設けられているので、このバイパス配管４５Ｃによって、蒸気供給配管４１Ａ、４１Ｂの間の圧力差を均一にすることができ、その結果、連結配管ユニット４９Ａ、４９Ｂの間の加熱温度ムラを抑制することができる。
【００９７】
なお、バイパス配管４５を用いた構造の効果は、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂを交互に配置（千鳥配置）にしなかった場合（片側配置にした場合）でも得ることができる。第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂを片側配置にした場合には、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂを千鳥配置にした場合よりも、焼成室１０内の温度ムラが大きくなる傾向が強くなるので、バイパス配管４５を用いた構造によって、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂの間の圧力差をできるだけ均一にして、温度ムラを抑制することが技術的な意義が大きい。
【００９８】
さらにバイパス配管４５に、管内の流量を調整できるバルブ（例えば、比例式弁）を設けて、そのバルブの調整によって、配管構造部内の蒸気圧力をさらに精度よく調整することも可能である。なお、比例式弁（比例制御弁、または、電磁式比例制御弁）とは、オンオフの弁の開閉制御だけでなく、流体を比例的に制御することができるものであり、比例式弁（比例制御弁）への制御信号を変化させることで、流れる流体の流量を、 最大流量に対して０〜１００％の範囲で連続的に制御することができるものである。
【００９９】
加えて、バイパス配管４５を用いずに、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂを交互に配置（千鳥配置）にしなかった場合（片側配置にした場合）でも、第１パイプ２０Ａおよび第２パイプ２０Ｂのそれぞれの中に電熱ヒータ３０が配置されていることの構造の効果を得ることができる。すなわち、その構造の場合、電熱ヒータ３０の加熱によって高温になった過熱蒸気をすぐに被加熱物５５に接触させることができる。さらに説明すると、焼成室１０の外で過熱蒸気を発生させ、その過熱蒸気を焼成室１０内に導入した場合には、焼成室１０内において被加熱物５５に過熱蒸気を接触させる際にはその過熱蒸気の温度は低下して、その結果、良好な加熱処理の障害となる。一方、電熱ヒータ３０が内蔵された噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）を用いて、そこで加熱した（直近で加熱した）過熱蒸気で加熱を行うと、良好な加熱処理を実行することができる。また、電熱ヒータ３０は噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）の中に配置されているので、電熱ヒータ３０の熱を、焼成室１０の内部を加熱することに利用することができ、電熱ヒータ３０の熱も利用できる分、エネルギー効率を向上させることができる。
【０１００】
さらに、図１および図１０において図示したものではないが、噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）の他に、電熱ヒータ（３０）を有する棒状部材を焼成室１０内に配置することが可能である。この電熱ヒータ（３０）を有する棒状部材は、過熱蒸気を噴出するものではないが、その電熱ヒータ（３０）によって、焼成室１０内を加熱することができる。そして、当該棒状部材の電熱ヒータ（３０）を、被加熱物（５５）の直上および直下の一方（または両方）に配置した場合、その被加熱物（例えば、食品）を焼成することができる。そのような棒状部材としては、本実施形態の電熱ヒータ３０をパイプに内蔵されたもの（ヒーターパイプ）、または、図６に示したような電熱ヒータ３０自体を焼成室１０の側面から挿入したものを挙げることができる。
【０１０１】
また、図１０に示した構成例では、焼成室１０の入口側１１および出口側１２の少なくとも一方（この例では、両方）には、焼成室１０の上板部１０ｔよりも高さの高い空洞１６を有する風除け部６３、６４が設けられている。図１３は、この風除け部６３（６４）の断面構造を模式的に示している。
【０１０２】
図１３に示すように、風除け部６３の天板６３ｔが焼成室１０の上板部１０ｔよりも高くした空洞１６を設けることにより、焼成室１０の内部の加熱雰囲気（加熱温度の均一性に優れた雰囲気）を、風除け部６３がない場合と比較して、より維持することができる。すなわち、風除け部６３が存在した場合には、焼成室１０の内部の雰囲気（過熱蒸気で満たされた略無酸素状態の雰囲気）は、焼成室１０の出入口（１２Ａ）の付近において矢印１９のように風除け部６３へ流れ込み、風除け部６３の内部の空洞１６に留まるので、直接、焼成室１０の出入口（１２Ａ）に出ることを防ぐことができる。そして、図１０に示すように、焼成室１０の入口と出口の両方に風除け部６３を設けることがより好ましい。
【０１０３】
また、図１３に示した例では、風除け部６３（６４）の外部へと連結する開口１２Ａの高さ寸法Ｈ１と、焼成室１０の上板部１０ｔを基準とした高さ寸法Ｈ２は、同じか略同じにしているが、図１０に示した構成例（および、図１４に示した例）では、高さＨ１の方を小さくしている。すなわち、焼成室１０の出口または入口（１２Ａ）を低くすることにより、焼成室１０の内部の雰囲気はより外部へと出にくくなり、それによって、良好な加熱雰囲気を維持することができる。
【０１０４】
さらに、図１４に示した例では、風除け部６３（６４）には、空洞１６を複数の領域１６ａ、１６ｂに区分けする区分け部材１７が設けられている。このように区分け部材（区分け板）１７を設けると、焼成室１０の内部の雰囲気は、矢印１９のように風除け部６３の内部の空洞１６ａ、１６ｂに留まるので、より効果的に、焼成室１０の出入口（１２Ａ）に出ることを防ぐことができる。
【０１０５】
なお、この風除け部６３の構成は、図１０に示した過熱蒸気装置１５０の構造だけでなく、他の構造（特に、図１に示した過熱蒸気装置１００）にも好適に適用することができる。
【０１０６】
また、図１０にて説明したバイパス配管４５は、図１に示した構造にも適用することができる。具体的には、図１５に示すように、圧力差が生じやすい離れた配管（ここでは、水平配管４２ｄ）の箇所（４６ａ、４６ｂ）を接続するバイパス配管４５（４５Ａ、４５Ｂ）を設けることができる。図１５に示した例では、蒸気供給配管４２ａ（４２）が配管（統合配管）４２ｂの中央に接続されているが、それが配管４２ｂの中央からずれた位置に接続された場合には、離れた各水平配管４２ｄの箇所（４６ａ、４６ｂ）の圧力差が生じやすくなるため、バイパス配管４５（４５Ａ、４５Ｂ）による圧力均一効果の技術的意義が大きくなる。
【０１０７】
さらに、図１６に示したように、全ての水平配管４２ｄを接続するようなバイパス配管４５（４５Ａ、４５Ｂ）を設けることも可能である。また、バイパス配管４５を設ける箇所は、水平配管４２ｄだけでなく、それぞれの鉛直配管（離れた配管、または、全ての配管）を接続するバイパス配管４５を設けることも可能であるし、燃焼室１０の一方の側と他方の側との配管を接続するバイパス配管４５を設けることも可能である。
【０１０８】
＜第３実施形態＞
次に、図１７及び図１８を参照しながら、本実施形態の過熱蒸気装置の改変例について説明する。図１７及び図１８は、本実施形態の過熱蒸気装置１００（または１５０）を含む加熱処理装置２００の構成を示している。図１７は、加熱処理装置２００の側面断面図であり、そして、図１８は、加熱処理装置２００の平面断面図である。
【０１０９】
図１７及び図１８に示した加熱処理装置２００では、焼成室１０を含む過熱蒸気装置１００の上流に、予備加熱室９０が連結されている。予備加熱室９０および焼成室１０の内部は、チェーンコンベア５０が通過できる構造を有している。図１８に示した例では、予備加熱室９０の内部に、蒸気噴き出し配管２６が配置されており、この配管２６から蒸気がコンベア５０の方に噴き出される。この噴き出された蒸気によって、予備加熱が実行される。
【０１１０】
蒸気噴き出し配管２６は、蒸気供給配管２７に接続されている。蒸気供給配管２７は、蒸気導入部２７ａと、蒸気導入部２７ａに接続された第１共通配管部２７ｂと、第１共通配管部２７ｂから分岐した第２共通配管部２７ｃとを含む。蒸気導入部２７ａには、湯気発生装置４０からの湯気が導入される場合と、湯気発生装置４０からの湯気を加熱装置で加熱して発生させた過熱蒸気が導入される場合があり、いずれを採用してもよい。なお、予備加熱室９０は、チェーンコンベア５０上の被加熱物に対して予備加熱を行う装置であるので、予備加熱の処理を実行できるのであれば、他の方式で蒸気噴き出し配管２６から蒸気を噴射させるようにしても構わない。
【０１１１】
図示した例では、予備加熱室９０の上流側（入口付近）に風除け室６６が設けられている。また、焼成室１０の下流側（出口付近）に風除け室６７が設けられている。この例において、予備加熱室９０の長さを例示的に説明すると、５メートルから１０メートルであるが、予備加熱室９０の長さは使用条件にあわせて適宜好適なものを採用すればよい。
【０１１２】
加熱処理装置２００においては、矢印５１に示すように、チェーンコンベア５０の入口から被加熱物（例えば、食品）が導入され、次いで、予備加熱室９０で被加熱物は予備加熱される。その後、焼成室１０において、噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）から噴き出される過熱蒸気によって被加熱物の加熱が実行される。最後は、矢印５２に示すように、チェーンコンベア５０の出口から、加熱処理された結果物（例えば、加熱された食品）が出てくる。
【０１１３】
なお、図１７に示した構造では、チェーンコンベア５０は入口よりも高くするようにしているが、入口と同じ高さのフラットのまま進行させるようにしてもよい。チェーンコンベア５０をアップサイドになるようにした場合には、焼成室１０においては噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）に被加熱物を近づけることができるという効果（より加熱できるという効果）を得ることができ、また、予備加熱室９０では、蒸気噴き出し配管２６に近づけることができるという効果を得ることができる。
【０１１４】
図１９は、別の加熱処理装置２００の構成を示している。図１９に示した加熱処理装置２００では、チェーンコンベア５０はフラットに移動するが、図１７に示すようにアップサイドになるように移動させてもよい。また、図１９に示した加熱処理装置２００においては、高さの高い風除け室６６、６７a、６７ｂと、それよりも高さの低い風除け室６３、６４を設けており、より確実に、加熱処理装置２００内の加熱雰囲気の状態を良好に保てるようにしている。
【０１１５】
また、図２０は、過熱蒸気装置１５０を用いた場合における焼成室１０の断面構造を示しており、焼成室１０の横には、湯気発生装置（熱交換器）７０が配置されている。そして、湯気発生部７０の接続箇所５１には、蒸気供給配管が接続されることになる。この湯気発生部（熱交換器）７０の詳細は後述する。さらに、図２１は、予備加熱室９０における断面構造を示しており、予備加熱室９０の横には、湯気発生装置（熱交換器）７０が配置されている。同様に、湯気発生部７０の接続箇所５９には、蒸気供給配管５８が接続され、この蒸気供給配管５８は、予備加熱室９０の蒸気導入部２７ａに接続される。ここで、図２０の湯気発生部７０と、図２１の湯気発生部７０とは同じ種類のものを用いているが、異なる種類のものを使用することも可能である。ただし、同じ種類のものを用いると、工場における設備の設置準備が容易になり得る。
【０１１６】
図２２は、本実施形態の過熱蒸気装置１００（１５０）または加熱処理装置２００で加熱処理された食品（ここでは、サバ）を示す図面代用写真である。冷凍状態で過熱蒸気装置１００（または、加熱処理装置２００）に導入された冷凍サバは、本実施形態の過熱蒸気装置１００によって焼成されて、図２２に示すように焼きサバとなって出てくる。この焼きサバ（焼き魚、または、焼成された食品）は、過熱蒸気からなる良好な加熱雰囲気下（加熱ムラが少ない雰囲気下）において加熱処理されたので、味も良好であった。
【０１１７】
本実施形態の過熱蒸気装置１００では、焼成室１０の外部に電熱ヒータ３０を設置して過熱蒸気を生成させた場合と比較して、焼成室１０の内部に位置する噴出しパイプ２０内の電熱ヒータ３０を用いて加熱処理を行うため、より高温の過熱蒸気を容易に生成することができ、その結果、エネルギー効率を向上させることができる。違う観点から説明すると、焼成室１０の外部に電熱ヒータ３０を設置する場合よりも、より出力の小さい電熱ヒータ３０を用いて過熱蒸気の加熱処理を実行することができる。
【０１１８】
＜その他の実施形態＞
図２３は、本実施形態の加熱処理装置２００の改変例を示している。図２３に示した例では、本実施形態の過熱蒸気装置１００を備えた加熱処理装置２００を示しており、この例では、湯気発生装置４０と焼成室１０との間に、更なる加熱装置２１が配置されている。図示した構成例では、その更なる加熱装置２１は、直列で複数設けられており（２１ａ、２１ｂ）、湯気発生装置４０から配管４２を通じて矢印４８のように移動する湯気を多段加熱して、焼成室１０の内部に位置する噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）に送り込む。
【０１１９】
より詳細に説明すると、湯気発生装置４０からの湯気は、第１加熱装置２１ａ（例えば、電熱ヒータ）で過熱蒸気となり、次いで、第２加熱装置２１ｂ（例えば、電熱ヒータ）で更に高温の過熱蒸気となる。続いて、その過熱蒸気は、噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）内の電熱ヒータ（３０）で更に加熱された後、チェーンコンベア５０上の被加熱物（例えば、食品）に吹き付けられて、すぐに接触して、被加熱物の加熱が実行される。図１２に示した加熱処理装置２００によれば、多段階で加熱して高温の過熱蒸気を効率良く生成することができる。
【０１２０】
なお、この例では、焼成室１０の上流には、予備加熱ライン９０が配置されている。したがって、チェーンコンベア５０上の被加熱物５５は、予備加熱ライン９０において予備加熱された後に、焼成室１０で加熱される。予備加熱ライン９０では、矢印４８に示すように蒸気（例えば、湯気、または、過熱蒸気）が導入され、そして、蒸気噴き出し配管２６から噴き出された蒸気（矢印５６参照）によって被加熱物５５の予備加熱が実行される。
【０１２１】
本実施形態の湯気発生装置４０で発生させた湯気は、ボイラー蒸気のような高圧蒸気ではなく、微圧蒸気のことを意味する。換言すると、本実施形態の「湯気」は、高温高圧のスチーム蒸気と異なり、微圧力の蒸気（例えば、絶対圧力０．１２ＭＰａＡ以下の蒸気）である。なお、ここでの「湯気」は微圧力の蒸気であることを特徴としており、湯から立ち上る蒸気（水蒸気）であればよく、その蒸気が小さな水滴となって白く煙になるような状態であることまで限定されるものではない。すなわち、湯気は、白い煙のような状態であってもよいし、透明の状態であってもよい
【０１２２】
湯気発生装置４０は、一定の量の水（または液体）を加熱装置（例えば、ボイラー、電熱ヒータ、高周波加熱装置など）で加熱して、そこで湯気を発生させる方式を採用することができる。さらに好ましい形態としては、次のようなものがある。湯気発生装置４０において安定して湯気（微圧蒸気）を発生させるには、湯気発生装置４０内の水位（液面）を一定に揃えておくことが、制御し易くて好ましい。そのような湯気発生装置４０を図２４に示す。
【０１２３】
図２４に示した湯気発生装置４０は、液体７７が蓄えられる貯水タンク７６と、貯水タンク７６から供給される液体７７を加熱することによって湯気７３を発生させる湯気発生部７０とから構成されている。貯水タンク７６と湯気発生部７０とは連通管７５を通して接続されている。ここで、連通管７５を通して接続されていることにより、大気圧を利用して（パスカルの原理により）、貯水タンク７６における液体７７の水位ＷＬ１と、湯気発生部７０における液体７７の水位ＷＬ２とは互いに一致する。
【０１２４】
さらに説明すると、図示した湯気発生部７０は、熱交換器であり、互いに独立する液体経路７１および蒸気経路７２を有している。この熱交換器（湯気発生部）７０では、液体経路７１を流動する液体と蒸気経路７２を流動する加熱用蒸気との間で熱交換が行われる。熱交換器７０の蒸気経路７２には、ボイラー７４からの高圧蒸気（ボイラー蒸気）が導入される。一方、熱交換器７０の液体経路７１は、連通管７５を通して開放貯水タンク７６に接続されている。開放貯水タンク７６は、水位を示す水位表示器（例えば、浮き球）７６ａが設けられている。また、開放貯水タンク７６には、液体（水）を供給するための配管（例えば、水道管）７８が接続されている。上述したように、貯水タンク７６と液体経路７１とは連通管７５によって接続されているので、貯水タンク７６の水位（ＷＬ１）と液体経路７１の水位（ＷＬ２）が一致している。したがって、本実施形態の構成によれば、大気圧を利用して簡便に水位（液面レベル）ＷＬ２の制御を行うことが可能となる。
【０１２５】
また、湯気発生装置４０は、図２５に示すようなものを採用することも可能である。図２５に示した湯気発生装置４０は、湯気発生部８０を備えている。湯気発生部８０は、液体７７を加熱する電熱ヒータ８２と、電熱ヒータ８２を収納し、液体７７を保持するハウジング８１とから構成されている。そして、ハウジング８１と貯水タンク７６とは連通管７５で互いに接続されている。また、ハウジング８１と、貯水タンク７６とは連通管７５で互いに接続されていることから、上述した図１３に示した装置と同様に、大気圧によって、ハウジング８１内の液体の水位（ＷＬ２）と、貯水タンク７６内の液体７７の水位（ＷＬ１）は一致した状態となっている。したがって、図１４に示した構成によっても、大気圧を利用して簡便に水位（液面レベル）ＷＬ２の制御を行うことが可能となる。
【０１２６】
さらに説明すると、貯水タンク７６には、液体７７を補給する補給タンク７９が配管７８を介して接続されている。貯水タンク７６の液体７７が消費されると、適宜、補給タンク７９から液体７７が補給される。この例では、貯水タンク７６には、液体７７の水位（ＷＬ１）を示す水位表示器（例えば、浮き球）７６ａが設けられている。したがって、この水位表示器７６ａを利用して、水位表示器７６ａで示された水位（ＷＬ１）に応じて、補給タンク７９から液体７７を補給することができる構成にすることが可能である。また、補給タンク７９に水道口（不図示）を接続して、補給タンク７９に水道水を導入することも可能である。なお、補給タンク７９を用いずに、貯水タンク７６に水道口を接続して、水道口から液体７７を補給することも可能である。
【０１２７】
また、図２５に示した例では、連通管７５は、貯水タンク７６側に少なくとも２つの接続端を有している。この例の連通管７５（７５ａ、７５ｂ）は、２本の構成からなっている。あるいは、言い換えると、連通管７５は、二股の構成となっており、連通管７５ａ、７５ｂのそれぞれの一端は、貯水タンク７６に接続されており、連通管７５の共通した他端はハウジング８１に接続されている。水位（ＷＬ１、ＷＬ２）と一致させて制御するのであれば、連通管７５は一本だけで十分であるが、連通管７５を複数本または分岐した構成にすると、ハウジング８１内の液体７７の液面が一時的に揺れてしまうことを抑制することができる。
【０１２８】
詳述すると、連通管７５が一本のときは、連通管７５が分岐している場合（７５ａ、７５ｂ）と比較すると、間欠な流入になりやすく、そのときは、ハウジング８１内の液体７７の液面が一時的に揺れてしまうことが発生する。一方、連通管７５ａ及び７５ｂのように分岐させると、間欠な流入を抑えることができ、その結果、連通管７５からハウジング８１内への液体７７のスムーズな流入を達成することができる。したがって、ハウジング８１内の液体７７の液面が揺れることを抑えることができるので、湯気発生部８０内の液面を安定させることが容易となる。すなわち、この構成においては、連通管７５ｂを間欠防止用の配管として使用している。
【０１２９】
湯気発生部８０のハウジング８１には、電熱ヒータ８２（例えば、プラグヒータ、フランジヒータなど）が挿入されており、電熱ヒータ８２が液体７７を加熱することによって、液体７７から湯気８５が生成される。湯気発生部８０では、動作時に実質的に大気圧と同じ内部圧力（例えば、１．２気圧以下の内部圧力）で加熱が実行される。ハウジング８１は、金属（例えば、ステンレスなど）から構成されており、ハウジング８１の後方部から電熱ヒータ８２は差し込まれている。電熱ヒータ８２には、電熱面積を大きくするためのフィン８３が取り付けられており、本実施形態では、電熱ヒータ８２に複数のフィン８３が取り付けられている。
【０１３０】
湯気発生部８０で発生した湯気は、ハウジング８１から配管８４に進み（矢印８５参照）、その後、過熱蒸気装置１００の配管４２に導入される。湯気は、微圧力の蒸気であるので、高温高圧のスチーム蒸気と異なり、配管４２内をゆっくりと進んで、過熱蒸気装置１００の噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）に到達する。
【０１３１】
本実施形態の湯気発生装置４０で発生した湯気は、上述したように、噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）に導入されることになる。そして、噴出しパイプ２０内の電熱ヒータ３０によって加熱されて、過熱蒸気（過熱水蒸気）になる。湯気発生装置４０で発生した湯気の温度が例えば９５℃〜１１０℃程度とすると、電熱ヒータ３０で加熱されて、１５０℃以上、好ましくは１８０℃以上（あるいは、３００℃〜６００℃またはそれ以上）の過熱蒸気（スーパーヒートベイパー）が発生する。本実施形態の電熱ヒータ３０は、上述した通り、例えば、数キロワット程度の電熱ヒータ（例えば、プラグヒータ、フランジヒータなど）である。
【０１３２】
電熱ヒータ３０には、上述したように、図５または図６に示したような電熱面積を大きくするためのフィン３２を取り付けることができる。フィン３２は、電熱面積の拡大の機能の他に、噴出しパイプ２０内に存在する湯気および過熱蒸気を対流させることによって、電熱ヒータ３０の加熱効率を高める機能も有している。すなわち、フィン３２が存在しない場合には、微圧蒸気である湯気およびその湯気から生じた過熱蒸気は噴出しパイプ２０内をゆっくりと移動するのであるが、電熱ヒータ３０にフィン３２を設けて、湯気および過熱蒸気の流れの障害を作ると、フィン３２の効果によって噴出しパイプ２０内で対流が生じる。そのフィン３２によって生じた対流で、加熱の度合いが小さい湯気・過熱蒸気が電熱ヒータ３０及びフィン３２に接触しやすくなり、それによって、過熱蒸気生成のための加熱効率が向上することになる。
【０１３３】
また、過熱蒸気装置１００に導入される湯気は、飽和蒸気（飽和水蒸気）であるので、焼成室１０に導入される過熱蒸気は、高温でありながらも、水分を多く含む気体である。したがって、湯気（飽和蒸気）を加熱して生成された過熱蒸気で食品を加熱すると、食品から必要以上に水分が取り出されてしまってパサパサになることを抑制することができる。この点、湯気を加熱して高温にした過熱蒸気と、高温高圧のスチーム蒸気を加熱して高温にした過熱蒸気（スチーム蒸からの過熱蒸気）とは異なる。
【０１３４】
さらに、過熱蒸気は、次のような利点を有している。まず、過熱蒸気の伝熱は、対流伝熱の他に、放射伝熱が加わるため、熱効率が非常に高いという特長を有している。魚や肉の焼き上がりは、直火・ガスと同様以上であり、さらに、水蒸気なので対流伝達も早く、空気に比べて約１０倍以上も対流伝達が早い。また、過熱蒸気は低温の物質に触れると凝縮し、その時に物質に熱を与えて温度（芯温）を上げるという水蒸気本来の性質と、加熱空気のように物質を加熱する性質を持っているので、短時間で焼成ができる。
【０１３５】
加えて、製品の芯温を短時間で上昇させるので、冷凍魚・肉・パンなどの冷凍食品で解凍と焼きの２工程を一度に短時間で実行することができる。さらに、ある一定の温度以上になると、乾燥空気中よりも水蒸気中の方が乾燥が早くなることが知られているので、蒸しと乾燥とを同時に行うことができる。また、ポーラス状態に仕上げることもできるので、インスタントラーメンや、製茶にも好適に用いることができる。
【０１３６】
さらには、過熱蒸気中は無酸素状態（あるいは、大気圧の酸素濃度よりも低い状態）なので、油脂の酸化・ビタミンの破壊などを抑制することができ、製品の保存を向上させることもできる。また、食品の退色防止にも役に立つ。そして、水は蒸発する時に油分を抱え込む性質があり、この性質は、脱油効果として利用することができる。
【０１３７】
このような特性を有する過熱蒸気による調理は、食材の水分を取り過ぎず表面の硬化を防ぎ（例えば、歩留まり８５％以上）、素材の旨味を引き出すことができる可能性を持っている。
【０１３８】
本実施形態の過熱蒸気装置１００は、例えば３００℃〜４００℃またはそれ以上（例えば、５５０℃）の過熱蒸気を発生させることができるのにもかかわらず、実質的に１気圧の内部圧力で動作を行っている。具体的には、せいぜい１．２気圧またはそれ以下の内部圧力で動作をしている。なお、ボイラー蒸気を用いて、３００℃〜４００℃またはそれ以上の高温加熱を行おうとすれば、当然、数気圧以上の動作圧力が要求されることになる。
【０１３９】
過熱蒸気装置１００が実質的に１気圧での動作を行うことができるのは、微圧蒸気である湯気を加熱して、高温の過熱蒸気を発生することができるからによる。技術常識に従えば、高温の気体を発生させるには高圧が必須となるが、例えば高温高圧のボイラー蒸気を加熱する場合、ボイラー蒸気の流速が速いために実際には上手く加熱することが難しいか、加熱することができるとしても膨大なエネルギーを要し非効率となる。一方、本実施形態の構成では、微圧蒸気である湯気は、噴出しパイプ２０内をゆっくり漂うので、その間、電熱ヒータ３０で加熱することができ、大気圧で高温（例えば３００℃以上）の過熱蒸気を生成させることができる。そして、その高温の過熱蒸気を、高温のまま直下のチェーンコンベア５０上の被加熱物５５に吹き付けることができる。
【０１４０】
なお、加えて、ボイラー蒸気（高温高圧の蒸気）を導入して、そのボイラー蒸気をさらに加熱して過熱蒸気を食品に吹き付ける場合、流速の速いボイラー蒸気から生じた過熱蒸気が良くあたる部分とそうでない部分との差が激しく、美味しい加熱食品とはなりにくい。また、その流速の速い過熱蒸気の場合、加熱制御が非常に困難を極め、食品の加熱という非常に繊細な温度管理（加熱温度制御）に向いていない（例えば、焦げを生じやすかったり、部分焼けや未焼成部分の発生が生じる）。さらには、ボイラー蒸気は不純物（例えば、強アルカリ成分）を含むので、ボイラー蒸気由来の過熱蒸気が食品にそれがあたると、味に影響を与えてしまう。また、ボイラー蒸気には空気が含まれているので、その空気が断熱材として機能し、過熱蒸気の中に空気が混じることでの加熱ムラも生じる。さらに説明すると、ボイラー蒸気由来の過熱蒸気を用いた加熱では、ボイラー蒸気が配管内を移動する間に条件（温度、熱量、体積など）の変動が激しいために、精密な温度制御を行うことは至難の業であり、温度ムラが生じてしまう。そもそも、火炎式の装置でボイラー蒸気を加熱する場合には、過熱蒸気を決められた設定温度にしかできず、広範囲な温度設定も無理であるし、そして、繊細な温度調整も無理である。そのような過熱蒸気を用いた加熱では、食品の部分的な焦げや焼けが生じてしまい、それがタンパク質の変性の増進となり、味や臭いの悪さにつながってしまう。
【０１４１】
一方、本実施形態の構成では、熱交換器９０（言い換えると、蒸気間接加熱方式の湯気発生装置１０）にて、０．１２ＭＰａＡ（１０４℃）の湯気（クリーンスチーム）１５を発生させて、上述したような機構によって過熱蒸気を発生させるので、不純物を含まない過熱蒸気を生成することができるとともに、流速が遅いので温度の制御コントロールがし易い。その結果、緻密に温度制御できる過熱蒸気の加熱によって、タンパク質の変性を抑えた美味しい食品を製造することができる。加えて、本実施形態の構成では、実質的に大気圧の動作であるので、安全面での利点が大きい。また、開放型の焼成室１０として連続運転（コンベア式の運転）ができる利点も大きい。
【０１４２】
開放型の焼成室１０であっても、過熱蒸気の温度を３００℃〜４００℃（典型的な一例は、４００℃±１０℃）に設定すれば、例えば、未解凍の冷凍魚（冷凍サバなど）を数分で、解凍だけでなく焼き工程も完了させることができる。通例、加熱調理器で未解凍の冷凍魚を加熱する場合には、解凍だけでかなりの時間（数十分以上）がかかるとともに、解凍時に冷凍魚からエキスがドリップした後に、解凍された魚を焼くことになる。本実施形態の構成では、焼成室１０の内部は実質的に大気圧で動作し、そして、チェーンコンベア５０によって連続して焼成を実行することができるので、非常に効率良く加熱処理の工程を実行することができる。
【０１４３】
なお、噴出しパイプ２０から噴出させる過熱蒸気の温度は、１８０℃以上であることが好ましい。これは、湯気（飽和蒸気）を加熱してなる過熱蒸気は、１８０℃前後でその性質が変化し、食材などの加熱処理に適したものになるからである。さらに説明すると、飽和蒸気を加熱した過熱蒸気は、非常に軽く、囲われた空間内の隅々まで充満しやすく、その体積膨張率が高く、含有酸素量も少なく、熱伝達速度も速くなるという特長を有しており、このような過熱蒸気を用いて食材を加熱した場合には、食材の表層部を焦がすことができ、外層部に浸透して、食材の内部温度を上げ、表層部の水分のみを最も多く蒸発させることができるので、表面がこんがりとして内部がジューシーな焼き上がりを実現することができる。過熱蒸気は、わずかな熱量の変化で急速に温度変化するという性質を持っているので、１２０℃程度の比較的不安定な過熱蒸気よりも、１８０℃以上の過熱蒸気を発生させて、焼成室１０の内部に導入することが、食品の加熱処理においては好ましい。
【０１４４】
上述した実施形態では、コンベア５０を用いた過熱蒸気装置１００または加熱処理装置２００について説明したが、それに限らない。本実施形態の過熱蒸気装置１００は、バッチ式の焼成装置にも好適に適用することができる。
【０１４５】
図２６は、バッチ式の過熱蒸気装置１００の構成を示す図である。図２６（ａ）および（ｂ）は、バッチ式の過熱蒸気装置１００の側面図および正面図である。図２６に示した過熱蒸気装置１００では、焼成室（又は、加熱室）１０は、内部を密閉可能な構造を有している。焼成室１０の内部に、電熱ヒータ３０が挿入された噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）が配置されている点は、上述した構成と同様であるので説明を省略する。また、図２６に示した構成において、バイパス配管４５を設けることも可能である。また、千鳥配置でなくバイパス配管４５を設けた構成にしても構わないが、千鳥配置にした方がより好適な加熱雰囲気にすることができるので上述した通りである。
【０１４６】
焼成室１０の中には、被加熱物（５５）が配置され、そして、焼成室１０の入口１３は扉部１５で塞ぐことが可能である。また、噴出しパイプ２０の噴き出し口（２５）は、焼成室１０内に配置される被加熱物（例えば、食品）の上方に位置するようにセットされる。この例の過熱蒸気装置１００の台部６０の下には、車輪６７が設けられており、過熱蒸気装置１００を例えば工場内で移動させることができるように構成されている。
【０１４７】
図２６に示した過熱蒸気装置１００では、焼成室１０の扉部１５を開けて、焼成室１０の内部に食品を置き、その後で、扉部１５を閉めて、焼成室１０を密閉状態にする。ただし、焼成室１０を密閉にしても、焼成室１０の内部は実質的に大気圧であるので、過熱蒸気で食品を加熱した後、過熱蒸気装置１００を動作させたまま、加熱後の食品の取り出しを行うことができるし、次いで、次の食品を導入することもできる。したがって、密閉型の焼成室１０であっても、焼成室１０を大気圧に戻してそこから食品の出し入れをするものに比較して、作業効率を顕著に高めることができる。
【０１４８】
上述した実施形態では、例えば図７に示すように、チェーンコンベア５０の上方側に噴出しパイプ２０（２０Ａ、２０Ｂ）を配置して、被加熱物（例えば、食品）５５の片面焼きを実行する構成を示したが、本発明に係る実施形態の過熱蒸気装置１００はこれに限らない。例えば、図２７に示すように、チェーンコンベア５０の下方側にも、噴出しパイプ２０（２０Ｃ、２０Ｄ）を配置して、被加熱物（例えば、食品）５５の両面焼きを実行する構成にすることも可能である。
【０１４９】
図２７に示した構成では、噴出しパイプ２０は、第１パイプ２０Ａ及び第２パイプ２０Ｂに加えて、第３パイプ２０Ｃ及び第４パイプ２０Ｄを備えている。第３パイプ２０Ｃ及び第４パイプ２０Ｄは、蒸気供給用の配管４２を介して湯気発生装置４０に接続されている。この例では、図２８に示すように、第３パイプ２０Ｃは、第１パイプ２０Ａと同じく、一方の側（１０ａ）から挿入されている。また、第４パイプ２０Ｄは、第２パイプ２０Ｂと同じく、他方の側（１０ｂ）から挿入されている。そして、第３パイプ２０Ｃと第４パイプ２０Ｄとは、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂと同様に、交互に配置されている。
【０１５０】
また、この例においては、図２７に示すように、第１パイプ２０Ａと第３パイプ２０Ｃとは、チェーンコンベア５０を挟んで対称形に配置されている。加えて、第２パイプ２０Ｂと第４パイプ２０Ｄとは、チェーンコンベア５０を挟んで対称形に配置されている。なお、図２８では、第３パイプ２０Ｃと第４パイプ２０Ｄとが図面において見えやすいように、少しずらして表記している。
【０１５１】
この構成においては、第１パイプ２０Ａ及び第２パイプ２０Ｂに加えて、第３パイプ２０Ｃ及び第４パイプ２０Ｄを備えていることによって、エネルギー効率良く、被加熱物５５の表面だけでなく、被加熱物５５の裏面の焼け具合も良好なものにすることができる。そして、被加熱物５５の裏面の焼きムラも軽減することができる。第１パイプ２０Ａと第３パイプ２０Ｃ、および、第２パイプ２０Ｂと第４パイプ２０Ｄを対称形に配置すると、被加熱物５５の表面と裏面との焼け具合を調整することが便利となる。
【０１５２】
なお、図２７に示した構成では、第１パイプ２０Ａと第３パイプ２０Ｃ、および、第２パイプ２０Ｂと第４パイプ２０Ｄを対称形に配置したが、その構成に限定しなくもよい。例えば、図２９に示すように、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとの間に第３パイプ２０Ｃを配置して、第２パイプ２０Ｂと第１パイプ２０Ａとの間に第４パイプ２０Ｄを配置しても構わない。このようにすると、第１パイプ２０Ａと第２パイプ２０Ｂとの間（あるいは、第２パイプ２０Ｂと第１パイプ２０Ａとの間）の領域に、過熱蒸気を吹き付けることができ、噴出しパイプ２０が位置する領域（チェーンコンベア５０の進行方向にわたった領域）の温度の均一性を向上させることができる。
【０１５３】
また、図３０に示した構成のように、第１パイプ２０Ａと第４パイプ２０Ｄ、および、第２パイプ２０Ｂと第３パイプ２０Ｃが対となるような構成にすることも可能である。図３０に示した例では、第１パイプ２０Ａと第４パイプ２０Ｄ、および、第２パイプ２０Ｂと第３パイプ２０Ｃは、チェーンコンベア５０を基準にして対称形になるように配置されている。第１パイプ２０Ａから第４パイプ２０Ｄの両面焼きの構成は、チェーンコンベア５０を用いた連続式の過熱蒸気装置１００だけでなく、図２６に示したバッチ式の過熱蒸気装置１００に適用することも可能である。バッチ式の過熱蒸気装置１００の場合には、チェーンコンベア５０でなく、被加熱物５５を配置する配置部材（例えば、金網、または、耐熱部材）を焼成室１０の内部に配置して、その配置部材を挟んで、第１パイプ２０Ａ・第２パイプ２０Ｂと、第３パイプ２０Ｃ・第４パイプ２０Ｄとを配置すればよい。
【０１５４】
さらには、図３１に示すように、コンベア５０の下側に位置する噴出しパイプ２０と、コンベア５０の上側に位置する噴出しパイプ２０とを並べるようにしても構わない。この他にも適宜好適な配置を採用することが可能である。例えば、噴出しパイプ２０の配列の中に、電熱ヒータ（３０）を有する棒状部材（ヒートパイプ、または、電熱ヒータ３０単独のもの）を配置することも可能である。
【０１５５】
さらに、本実施形態の過熱蒸気装置１００では、加熱装置（昇温装置）として、電熱ヒータ３０を用いているが、他の加熱装置についても電熱ヒータを使用した場合には、バーナ（ガスバーナ）を使用しなくてもよい。したがって、過熱蒸気装置１００は、電源さえあれば（例えば、２００Ｖ電源など）動作させることができ、非常に便利であるとともに、火を使用しないので安全である。また、過熱蒸気装置１００は大気圧動作をしているので、安全の観点からはその点でも利点がある。
【０１５６】
本実施形態の過熱蒸気装置１００に配置される被加熱物５５は、典型的には、食品であり、例えば、水産物（魚類、甲殻類、軟体動物、貝類、海草類など）や、肉類（牛肉、豚肉、鶏肉、ハム、ベーコンなど）、野菜、果物、お茶、コーヒー豆、米などである。被加熱物として、パンを挙げることもできる。また、過熱蒸気装置１００における過熱蒸気で炊飯を行うこともできる。本願発明者の検討ないし実験結果により、通常の炊飯方法（例えば、はじめ弱火で、次に、強火で蓋を取らない炊飯方法）にとらわれず、過熱蒸気によりたっぷりの水分を米に吸わして加熱すれば、短時間で、しかも美味しいご飯が炊けることが実証された。さらに説明すると、１２０℃〜４００℃程度の過熱蒸気で炊き上げると米や水が早く沸点に到達し（これは、無酸素状態や、周囲全てが高温状態によることに基づく）、水分をたっぷり吸った米が炊き上がる。また、激しい水の対流で米が立った状態で炊飯をすることができる。通常の炊飯では釜の底面（又は側面も含む場合あり）だけにある電熱によって加熱するため熱伝導が遅くなり、早くしようとすれば高温を使わざるを得ず、そうすると焦げ付いてしまう。
【０１５７】
図３２は、焼成室１０（１０Ａ〜１０Ｃ）と予備加熱室９０とを備えた加熱処理装置２００を示している。ここで、炊飯方法の場合には、矢印２１０に示すように、最初に、焼成室１０での過熱蒸気の加熱処理（典型的には、３００℃以上）を実行した後に、予備加熱室９０での加熱（典型的には、最大１００℃）を行うことができる。また、水産物、肉類（ハム、ベーコンの材料となるものを含む）、そして、特に冷凍食品（冷凍魚、冷凍肉類など）は、矢印２２０に示すように、先に、予備加熱室９０での加熱（典型的には、最大１００℃）を行った後に、焼成室１０での過熱蒸気の加熱処理を実行する。さらに、コーヒー豆の焙煎、茶葉の処理などは、矢印２３０のように進めて、焼成室１０での過熱蒸気の加熱処理（典型的には、２００℃〜３００℃）を行うことができる。
【０１５８】
過熱蒸気による加熱処理は、例えば、食材が魚の場合、乾燥させずに焼き上がるのでジューシーで美味であり、また殺菌も施される。肉の場合は、柔らかく仕上がり、旨味が増すとともに、脂っこさもとれる。天ぷらを調理する場合、衣に粉末油脂またはごく少量の油脂を加えるだけで、油低含有天ぷらができる。パンの場合、表面は薄くパリッと、中はもちっとした食感のものを得ることができる。野菜、卵でも、過熱蒸気の特性を利用して美味しいものを調理することができる。なお、過熱蒸気の加熱は、コーヒーや茶葉の焙煎に用いることもできる。
【０１５９】
なお、本実施形態の技術で炊飯を行うには、約１５０℃前後の過熱蒸気のものを用いるのが良い。加水率を従来の１２０％から１５０％に高めることが可能であり、炊飯時間を半分近く短縮できるとともに、美味しさを向上させることができる。また、本実施形態の技術は、水産物の蒸し工程や焼き工程に好適に使用できるだけでなく、パン、お茶、餅米を利用する菓子類、あるいは、洋菓子、肉類の加熱調理、野菜や芋類の蒸し料理などに積極的に使用することができる。さらに、過熱蒸気の特性を利用して、骨まで食せる魚の加工にも、適用することができる。加えて、過熱蒸気は、親子丼などの丼ものの加熱調理にも適している。
【０１６０】
また、例えば、過熱蒸気の元となる液体としては、水だけでなく、他のものを用いることもでき、調味料を添加した液体の蒸気（過熱蒸気）を用いて、それにて食材を調理することも可能である。ただし、過熱蒸気は、循環して使用されるので、その点で問題が生じないように対応すること（例えば、不純物の除去工程）が望ましい。
【０１６１】
さらに、油調加熱に替わるスチームフライを過熱蒸気装置１００（１５０）内において実現することができる。具体的には、高温（超高温）の過熱蒸気を用いて、フライを作ることにより、油の無い（又は少ない）ヘルシーなフライを実現することができる。また、これにより、油調に伴う工場環境の悪化や廃油の環境問題を解決することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明によれば、エネルギー効率の良い過熱蒸気装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１６３】
１０ 焼成室
１１ 焼成室の入口
１２ 焼成室の出口
１３ 焼成室の入口
１５ 扉部
２０ 噴出しパイプ
２０Ａ 第１パイプ
２０Ｂ 第２パイプ
２０Ｃ 第３パイプ
２０Ｄ 第４パイプ
２１ 加熱装置
２２ 開口部
２５ 噴き出し口
２５ａ 貫通孔
２５ｂ スリット
２６ 蒸気噴き出し配管
２７ 蒸気供給配管
２７ａ 蒸気導入部
２７ｂ 第１共通配管部
２７ｃ 第２共通配管部
３０ 加熱装置（電熱ヒータ）
３１ 配線
３２ フィン
４０ 湯気発生装置
４１ 蒸気供給配管
４２ 配管
４２ａ 配管部
４２ｂ 配管部
４２ｃ 配管部
４２ｄ 配管部
４４ ソケット
４３ 連結配管部
４４ａ ソケット開口部
４５ バイパス配管
４９Ａ、４９Ｂ  連結配管ユニット
５０ チェーンコンベア
５５ 被加熱物（食品）
６０ 台部
６１、６２  風除けフード（風除け室）
６５ 制御装置
６６、６７  風除け室
６７ 車輪
７０ 湯気発生部
７１ 液体経路
７２ 蒸気経路
７３ 湯気
７４ ボイラー
７５ 連通管
７６ 貯水タンク
７６ａ 水位表示器
７７ 液体
７８ 配管
７９ 補給タンク
８０ 湯気発生部
８１ ハウジング
８２ 電熱ヒータ
８３ フィン
８４ 配管
８５ 湯気
９０ 予備加熱室（予備加熱ライン）
１００ 過熱蒸気装置
２００ 加熱処理装置
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年12月14日(2012.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２９】
過熱蒸気を用いて被加熱物を加熱する過熱蒸気装置であって、
湯気を発生させる湯気発生装置と、
前記湯気を加熱して過熱蒸気を生成する加熱装置と、
前記過熱蒸気によって被加熱物が焼成される焼成室と
を備え、
前記焼成室の内部には、前記過熱蒸気を噴出する噴出しパイプが複数本配置されており、
前記複数本の前記噴出しパイプは、前記焼成室の中に挿入されており、
前記焼成室に挿入された部分における前記噴出しパイプの内部には、加熱装置が配置されており、
さらに、前記湯気発生装置に接続された蒸気供給配管を備え、
前記蒸気供給配管は、前記蒸気供給配管を通過する湯気を前記噴出しパイプに通す連結配管部に接続されている、過熱蒸気装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３８】
過熱蒸気を用いた加熱処理方法であって、
湯気発生装置で湯気を発生させる工程と、
前記湯気を加熱することによって、過熱蒸気を発生させる工程と、
前記過熱蒸気を焼成室に導入する工程と
を含み、
前記焼成室の内部には、前記過熱蒸気を噴出する噴出しパイプが配置されており、
前記噴出しパイプは、前記焼成室に挿入された第１パイプおよび第２パイプを含み、
前記焼成室に挿入された部分における前記第１パイプおよび前記第２パイプのそれぞれの中には、電熱ヒータが配置されており、
前記焼成室に導入される前記過熱蒸気は、前記第１パイプおよび前記第２パイプのそれぞれの中における前記電熱ヒータで加熱されたものである、加熱処理方法。