(57)【要約】【課題】  流動性を有する飲食物を管路内において均一温度に加熱することができる連続加熱装置を提供する。【解決手段】  この連続加熱装置は、絶縁材料からなるパイプ２１ａ〜２１ｆとそれぞれの両端に配置されて対をなし管路を形成する環状電極２２ａ〜２２ｇとを有し、流動性を有する被加熱物である飲食物を管路内に連続的に流しながらジュール熱により加熱する。対をなす環状電極には電源ユニット２７からの電力が供給され、対をなす環状電極間を流れる電流をパイプの径方向中央部分に集める中継導体３１がパイプの径方向中央部分に配置されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性を有する被加熱物である飲食物を管路内に連続的に流しながらジュール熱により加熱する連続加熱装置であって、
絶縁性の案内面を有するパイプと、前記案内面に対応した通電面が設けられて前記パイプの両端に対となって配置されるとともに前記パイプとにより前記管路を形成する環状電極と、前記対をなす環状電極に接続される電源ユニットとを有し、
前記対をなす環状電極間であって前記パイプの径方向中央部分に中継導体を配置し、
前記環状電極間を流れる電流を前記パイプの径方向中央部分に集めることを特徴とする連続加熱装置。
【請求項２】
請求項１記載の連続加熱装置において、前記パイプに固定され絶縁性表面を有する支持棒に前記中継導体を設けることにより、前記中継導体を前記パイプの径方向中央部分に配置することを特徴とする連続加熱装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の連続加熱装置において、前記中継導体は球形状であることを特徴とする連続加熱装置。
【請求項４】
流動性を有する被加熱物である飲食物を管路内に連続的に流しながらジュール熱により加熱する連続加熱装置であって、
絶縁性の案内面を有し前記管路を形成するパイプと、当該パイプの径方向中央部分に対となって配置される宙吊り電極と、前記対をなす宙吊り電極に接続される電源ユニットとを有し、
前記パイプの径方向中央部分に配置された前記宙吊り電極間に流れる電流により飲食物を通電加熱することを特徴とする連続加熱装置。
【請求項５】
請求項４記載の連続加熱装置において、前記パイプに固定され絶縁性表面を有する支持棒に前記宙吊り電極を設けることにより、前記宙吊り電極を前記パイプの径方向中央部分に配置することを特徴とする連続加熱装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の連続加熱装置において、前記宙吊り電極は球形状であることを特徴とする連続加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動性を有する飲食物を連続的に加熱する連続加熱装置に関し、特に、粘性の高い飲食物を加熱する場合に好適な連続加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジュースやスープ等のような液状の飲食物、味噌や練りからしやジャム等のペースト状食品、さらにビーフシチュー等のように野菜や肉等の固形物を含む液状ないし半固形状の食品のような流動性を有する飲食物を、管路内に連続的に流しながらジュール熱により調理したり、殺菌するようにした連続加熱装置が開発されている。このような連続加熱装置には、絶縁性のパイプと環状電極とを交互に配置して管路を形成し、対をなす環状電極に通電して管路内を流れる流動性の飲食物にジュール熱を発生させてこれを加熱するようにした連続加熱装置（特許文献１参照）や、絶縁性のパイプの中にこれを横断するように棒状や十字形状等の横断電極を所定の間隔毎に取り付けて対をなす電極を形成したり、横断電極と環状電極とを混在させて対をなす電極を形成し、電極間に通電して飲食物を加熱するようにした連続加熱装置（特許文献２参照）が開発されている。
【特許文献１】特開平７−３９３２０号公報
【特許文献１】特開２００２−２３８５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
流動性を有する飲食物のうち味噌等のように粘性が高いものを管路内に流しながら通電加熱する場合には、粘性のために飲食物は管路内で攪拌されずに径方向に移動せず、層流に近い状態となって管路内を流れることになる。このため、管路の内周面に近い部分を流れる飲食物は内周面との粘性抵抗により管路の中心部を流れる飲食物よりも流速が遅くなり、飲食物の流速分布は管路内の径方向の位置に応じて相違することになる。
【０００４】
環状電極を有する従来の連続加熱装置においては、対をなす環状電極の間では管路を構成する環状電極の内周面間で電流が流れることから、飲食物内の電流密度は管路の内周面に近い部分の方が径方向中央部よりも大きくなる。このため、流速が遅い部分の電流密度が大きくなり、内周面に近い部分を流れる飲食物は中心部分を流れる飲食物よりも加熱温度が高くなる傾向があり、管路内の径方向の位置によって加熱温度に温度差が発生し均一加熱に限度がある。
【０００５】
一方、棒状や十字形状の横断電極のみを用いたり、横断電極と環状電極とを混在させた従来の連続加熱装置においては、円周方向にねじられる方向に電流が流れることになるが、管路の中央部と周辺部とで電流密度に差を設けることはできず、管路の任意の位置における加熱温度が相違し均一加熱には限度がある。
【０００６】
本発明の目的は、流動性を有する飲食物を管路内において均一温度に加熱することができる連続加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の連続加熱装置は、流動性を有する被加熱物である飲食物を管路内に連続的に流しながらジュール熱により加熱する連続加熱装置であって、絶縁性の案内面を有するパイプと、前記案内面に対応した通電面が設けられて前記パイプの両端に対となって配置されるとともに前記パイプとにより前記管路を形成する環状電極と、前記対をなす環状電極に接続される電源ユニットとを有し、前記対をなす環状電極間であって前記パイプの径方向中央部分に中継導体を配置し、前記環状電極間を流れる電流を前記パイプの径方向中央部分に集めることを特徴とする。
【０００８】
本発明の連続加熱装置は、前記パイプに固定され絶縁性表面を有する支持棒に前記中継導体を設けることにより、前記中継導体を前記パイプの径方向中央部分に配置することを特徴とする。また、本発明の連続加熱装置は、前記中継導体は球形状であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の連続加熱装置は、流動性を有する被加熱物である飲食物を管路内に連続的に流しながらジュール熱により加熱する連続加熱装置であって、絶縁性の案内面を有し前記管路を形成するパイプと、当該パイプの径方向中央部分に対となって配置される宙吊り電極と、前記対をなす宙吊り電極に接続される電源ユニットとを有し、前記パイプの径方向中央部分に配置された前記宙吊り電極間に流れる電流により飲食物を通電加熱することを特徴とする。
【００１０】
本発明の連続加熱装置は、前記パイプに固定され絶縁性表面を有する支持棒に前記宙吊り電極を設けることにより、前記宙吊り電極を前記パイプの径方向中央部分に配置することを特徴とする。また、本発明の連続加熱装置は、前記宙吊り電極は球形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、対をなす環状電極の間であって管路を構成する絶縁性のパイプの径方向中央部には流動性を有する飲食物よりも電気抵抗が小さい中継導体が配置されているので、飲食物を管路内に流しながら通電加熱する場合には、環状電極間をパイプの内周面近傍に沿って流れる電流密度よりも中継導体に引き寄せられてパイプの中央部分を流れる電流密度が比較的高くなる。これにより、粘性が高く管路内で攪拌されにくい飲食物を通電加熱する場合でも管路内の径方向中央部分を流れる飲食物の温度を十分に高めることができ、管路内の径方向任意の位置での飲食物の加熱温度を全体的に均一とすることができる。したがって、飲食物は部分的に過加熱されることがなくなり、飲食物の風味が損なわれたり、変色したりすることなく、加熱品質を高めることができる。
【００１２】
また、本発明によれば、流動性を有する飲食物を案内する管路内の径方向中央部分に所定の間隔を置いて対をなす宙吊り電極を配置し、宙吊り電極から飲食物に電流を流すようにしたので、管路の内壁面近傍を流れる飲食物よりも流速が早くなる径方向の中央部分における電流密度が内壁面近傍よりも高くなる。これにより、管路内で攪拌されにくい粘性の高い飲食物を通電加熱する場合でも管路内の径方向中央部分を流れる飲食物の温度を十分に高めることができ、管路内の径方向任意の位置での飲食物の加熱温度を全体的に均一とすることができる。したがって、飲食物は部分的に過加熱されることがなくなり、飲食物の風味が損なわれたり、変色したりすることなく、加熱品質を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である連続加熱装置を示す概略図であり、この連続加熱装置は流動性を有し被加熱物である飲食物を収容する供給側のホッパー１１と、それぞれ飲食物を加熱する３つの加熱ユニット１２とを有しており、３つの加熱ユニット１２は配管１３により直列に接続されている。ホッパー１１内の飲食物は、ホッパー１１の吐出口と第１段目の加熱ユニット１２の流入口とを接続する配管１４に設けられたポンプ１５によってそれぞれの加熱ユニット１２に順次供給されるようになっている。３つの加熱ユニット１２により加熱された飲食物は、配管１６により冷却機１７に供給されて冷却機１７により冷却された後に排出側のホッパー１８に配管１９により供給され、このホッパー１８から瓶やボトルなどの容器内に注入される。このように、供給側のホッパー１１から吐出側のホッパー１８に向けて飲食物は連続的に搬送されて所定の温度に加熱された後に冷却される。ただし、冷却機１７を用いることなく、加熱終了後の飲食物をホッパー１８に冷却することなく直接供給するようにしても良い。
【００１４】
図１に示す連続加熱装置は３つの加熱ユニット１２を有しているが、被加熱物である飲食物の種類によっては１つの加熱ユニット１２により連続加熱装置を構成するようにしても良く、３つ以上の加熱ユニットにより連続加熱装置を構成するようにしても良い。また、図１に示す加熱ユニット１２は、垂直方向を向いて配置されているが、傾斜して配置しても良く、水平方向に配置するようにしても良い。さらに、ポンプ１５から吐出された飲食物を大気圧以上の圧力で加熱ユニット１２内で加熱する場合には、最終段目の加熱ユニット１２からの飲食物を案内する配管１６にバルブを設けて加熱ユニット１２の管路内の圧力を高めるようにしても良い。
【００１５】
図２は１つの加熱ユニット１２を示す拡大断面図である。加熱ユニット１２は飲食物を案内する流路が内部に形成された管路を有しており、管路のうち加熱部分２０は６つの樹脂製のパイプ２１と、７つの環状電極２２とにより形成されている。パイプ２１は円筒形状となっており、内面は飲食物を案内する断面円形の案内面となっており、環状電極２２の内径はパイプ２１の内径に対応してこれとほぼ同一となっており、環状電極２２の内周面は飲食物に接触する通電面となっている。図２においては樹脂製のパイプ２１には上流側から下流側に向けて符号ａ〜ｆが付され、環状電極２２にも同様に符号ａ〜ｇが付されている。管路の加熱部分２０の両端部には樹脂製のスペーサ２３を介してアース電極２４が配置され、それぞれのアース電極２４には樹脂製のスペーサ２５を介してジョイントつまり継手２６ａ，２６ｂが取り付けられている。図２に示す加熱ユニット１２が図１に示す第１段目の加熱ユニット１２として使用される場合には、継手２６ａには配管１４を介してポンプ１５に接続され、継手２６ｂには第２段目の加熱ユニット１２の継手２６ａに配管１３を介して接続される。
【００１６】
環状電極２２はチタンやステンレスなどの電極材料により形成されており、パイプ２１は絶縁性材料である樹脂により形成されている。パイプ２１としては、飲食物を案内する案内面が絶縁性となっており、対となる環状電極間で電流を短絡させない構造であれば、パイプ全体を樹脂材料とすることなく内部を金属材料としてその表面に絶縁材料を被覆するようにした構造でも良い。加熱ユニット１２は図２に示した管路の外側に補強用の部材を組み付けることにより形成され、それぞれのパイプ２１と環状電極２２との間にはシール材が組み込まれることになるが、これらは図示省略されている。
【００１７】
７つの環状電極２２ａ〜２２ｆは、それぞれパイプ２１の両端に配置されて被加熱物である飲食物の流れる方向に隣り合って対となっており、環状電極２２ａとこれの下流側に隣り合う環状電極２２ｂとが対となり、この環状電極２２ｂとこれの下流側に隣り合う環状電極２２ｃとが対となり、同様に他の環状電極も被加熱物の流れる方向に隣り合う２つが対となっている。したがって、図２に示すように、７つの環状電極２２を有する管路にあっては、合計６対の電極対が形成されることになる。ただし、環状電極２２とパイプ２１の数は、被加熱物の種類などに応じて任意の数に設定することができ、少なくとも１つのパイプ２１とその両端に配置される２つの環状電極２２により管路に加熱部分２０を構成することができる。
【００１８】
図２に示すように、それぞれの環状電極２２は電源ユニット２７に接続されており、被加熱物の流れる方向に隣り合って対をなす２つの環状電極が異極性となるように、それぞれの環状電極２２には電源ユニット２７から高周波電力が供給され、対となる環状電極２２の相互間に内部の飲食物を介して電流が流れて、飲食物に発生するジュール熱により飲食物は加熱される。
【００１９】
図３は図２の一部を拡大して示す一部切り欠き斜視図であり、図４は図３の拡大断面図である。図３および図４に示すように、パイプ２１内には対となる環状電極２２の間に位置させて中継導体３１がパイプ２１の径方向中央部分に配置されている。中継導体３１はチタンやスチールなどの金属材料つまり導電性材料を用いてほぼ球形状となっており、パイプ２１に固定される支持棒３２の先端部に支持棒３２と一体に形成され、支持棒３２の表面は絶縁性材料である樹脂製の絶縁被膜３３により覆われている。したがって、球形状の中継導体３１はこれと支持棒３２とが接続される部分を除き、球形状の部分が管路内を流れる飲食物に接触するようになっている。中継導体３１は被加熱物の電気抵抗よりも遙かに小さい電気抵抗となっているので、対をなす環状電極２２の間を飲食物を介して流れる電流は、中継導体３１に引き寄せられるようにパイプ２１の径方向中央部分に集められ傾向となって飲食物内を流れることになる。つまり、飲食物内の電流は、管路を構成する環状電極の通電面からパイプ２１の径方向中心部に管路を横断する方向に高い電流密度となって流れる傾向となる。
【００２０】
これにより、粘性の高い飲食物を管路内に流しながら通電加熱する場合に、粘性によって管路内で攪拌されにくい傾向があるが、その場合でも環状電極２２間をパイプ２１の内周面の近傍に沿って流れる電流密度よりも中継導体３１に引き寄せられてパイプ２１の中央部分を流れる電流密度が比較的高くなり、パイプ２１の径方向の任意の位置での飲食物の加熱温度が全体的に均一となる。したがって、飲食物は部分的に過加熱されることがなくなり、飲食物の風味が損なわれたり、変色したりすることなく、加熱品質を高めることができる。
【００２１】
図３および図４においては、それぞれの支持棒３２が円周方向に同一位置となるようにパイプ２１に取り付けられているが、隣り合う支持棒３２の取付位置を１８０度ずらすようにしても良い。さらに、図示する場合には、表面が絶縁材料性の絶縁被膜３３に覆われた支持棒３２の先端に中継導体３１を設けるようにしているが、パイプ２１の直径にほぼ対応する長さの支持棒の中心部にこれと一体に球形状の中継導体３１を設け、中継導体３１を除いて支持棒の表面を被覆するようにしても良い。また、中継導体３１を全てのパイプ２１に設けることなく、いずれかのパイプ２１に設けるようにしても良い。また、支持棒３２を樹脂などの絶縁性材料により形成し、絶縁性材料の支持棒３２の先端に中継導体３１を設けるようにしても良い。なお、中継導体３１の形状は図示するように球形状に限定されることなく、種々の形状とすることができる。
【００２２】
図５（Ａ）は中継導体３１の変形例を示す斜視図であり、この中継導体３１は、上述したようにパイプ２１の直径にほぼ対応する長さの支持棒３２の中心部に設けられており、この中継導体３１はほぼ球状の外周面を有する本体部３１ａと飲食物の流れ方向の上流側と下流側とに突出する円錐形状部３１ｂ，３１ｃとを有している。それぞれの円錐形状部を角錐形状としても良い。図５（Ｂ）は中継導体の他の変形例を示す断面図であり、この中継導体３１は長手方向の断面形状が長円形状となっている。このように、中継導体３１の形状としては種々の形状に設定することができる。
【００２３】
図６は本発明の他の実施の形態である通電加熱装置を示す断面図であり、図２に対応する部分を示している。加熱ユニット１２における管路の加熱部分２０を全体的に樹脂製のパイプ２１により形成し、図３，図４に示した中継導体３１と同一の構造のものを宙吊り電極４１として、７つの宙吊り電極４１が被加熱物の搬送方向に沿って所定の間隔毎にパイプ２１に取り付けられている。それぞれの宙吊り電極４１は電源ユニット２７に接続されており、被加熱物の流れる方向に隣り合って対をなす２つの宙吊り電極が異極性となるように、それぞれの宙吊り電極４１には電源ユニット２７から高周波電力が供給される。
【００２４】
図６においては７つの宙吊り電極４１には符号ａ〜ｇが付されており、７つの宙吊り電極４１ａ〜４１ｆは、被加熱物である飲食物の流れる方向に隣り合って対となっており、宙吊り電極４１ａとこれの下流側に隣り合う宙吊り電極４１ｂとが対となり、この宙吊り電極４１ｂとこれの下流側に隣り合う宙吊り電極４１ｃとが対となり、同様に他の宙吊り電極も被加熱物の流れる方向に隣り合う２つが対となっている。したがって、図６に示すように、７つの宙吊り電極４１を有する管路にあっては、合計６対の電極対が形成されることになる。ただし、宙吊り電極４１の数は、被加熱物の種類などに応じて任意の数に設定することができ、少なくとも２つの宙吊り電極４１を管路に設けることになる。
【００２５】
このように、パイプ２１の径方向中央部分に配置されて対をなす宙吊り電極４１間に電源ユニット２７からの電流をパイプ２１内を流れる飲食物を介して流すと、飲食物に発生するジュール熱により飲食物は加熱される。したがって、粘性の高い飲食物を管路内に流しながら通電加熱する場合にも、飲食物を流れる電流の密度は流路の径方向中央部分が周辺部よりも高くなり、パイプ２１の径方向の任意の位置での飲食物の加熱温度が全体的に均一となる。したがって、飲食物は部分的に過加熱されることがなくなり、飲食物の風味が損なわれたり、変色したりすることなく、加熱品質を高めることができる。
【００２６】
図６に示す宙吊り電極４１としては、上述した種々の中継導体を宙吊り電極として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態である連続加熱装置を示す概略図である。
【図２】図１に示された加熱ユニットを示す拡大断面図である。
【図３】図２に示された管路の一部を拡大して示す一部切り欠き斜視図である。
【図４】図３の拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は中継導体の変形例を示す斜視図であり、（Ｂ）は中継導体の他の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である通電加熱装置における図２と同様の部分を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１２      加熱ユニット
２１，２１ａ〜２１ｆ      パイプ
２２，２２ａ〜２２ｇ      環状電極
２７      電源ユニット
３１      中継導体
３２      支持棒
３３      絶縁被膜
４１      宙吊り電極
【図１】
2006006218.tif 000003
【図２】
2006006218.tif 000004
【図３】
2006006218.tif 000005
【図４】
2006006218.tif 000006
【図５】
2006006218.tif 000007
【図６】
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