(57)【要約】  【課題】  被加熱物を加熱して、保温または解凍を行う加熱装置において、熱気を強制的に循環させることなく、短い加熱時間で冷凍物等の被加熱物の乾燥を抑えて、均一にむらなく保温・解凍させることができるようにする。  【解決手段】  断熱体により区画された室内において、その室内を、被加熱物が置かれる加熱室１６Ｂと、熱を発する加熱器１８が置かれる加熱部１６Ａとに分けて、その加熱室１６Ｂと加熱部１６Ａとの境界領域１６Ｃに、風向制御手段を持たないファン２０と、ファン２０の周囲で境界領域において空気が出入りするための適切な空間とを設け、加熱部から加熱室へと吹出される吐出流と、加熱室から加熱部へと吸引される吸気流とを境界領域付近にて衝突させて空気の流動速度を抑えると共に、加熱室１６Ｂに乱流を引き起こす。【選択図】  図１
2005328724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を加熱して、保温または解凍を行う加熱装置であって、
断熱体により区画された室内において、その室内を、被加熱物が置かれる加熱室と、熱を発する加熱器が置かれる加熱部とに分けて、その加熱室と加熱部との境界領域に、風向制御手段を持たないファンと、ファンの周囲で境界領域において空気が出入りするための適切な空間とを設け、加熱部から加熱室へと吹出される吐出流と、加熱室から加熱部へと吸引される吸気流とを境界領域付近にて衝突させて空気の流動速度を抑えると共に、加熱室に乱流を引き起こすことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記加熱器の一面の手前に該一面に対してファンの回転軸が直交するように、ファンを配設することを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
加熱器とファンとの間の距離をａ、ファンの直径をＤとしたときに、ａ／Ｄ＝１／２〜１／４を満足させることを特徴とする請求項２記載の加熱装置。
【請求項４】
前記加熱器と該加熱器の周囲に配設される壁面との最小寸法を１０ｍｍ以上に設定することを特徴とする請求項２または３記載の加熱装置。
【請求項５】
前記室内において、その両側にそれぞれ加熱器が置かれる加熱部を設け、その中央部を加熱室とすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項６】
加熱部に、複数の加熱器を並設することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項７】
ファンの回転軸が加熱器の一面とほぼ平行に重なるように、ファンを加熱器に対して配設すると共に、前記境界領域に、開口が形成された仕切板を設け、ファンを該開口の近傍に配設することを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項８】
ファンの直径をＤとし、開口の面積をＳとしたときに、下記式を満足させることを特徴とする請求項７記載の加熱装置。
１．５×π（Ｄ／２）２ ≦Ｓ≦ ２×π（Ｄ／２）２               （１）
【請求項９】
前記仕切板に、ファンが配設される場所以外の部分に対向してスリットを形成することを特徴とする請求項７または８記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記開口とファンの組み合わせを複数設けることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記加熱器により加熱室の温度を調整可能としたことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１２】
前記温度を、−３５℃〜８０℃とすることを特徴とする請求項１１記載の加熱装置。
【請求項１３】
前記加熱室に、１つ以上の補助ファンを設けることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１４】
被加熱物を加熱して、保温または解凍を行う加熱方法であって、
断熱体により区画された室内を、被加熱物が置かれる加熱室と、熱を発する加熱器が置かれる加熱部とに分けて、
その加熱室と加熱部との境界領域に、風向制御手段を持たないファンと、ファンの周囲で境界領域において空気が出入りするための適切な空間とを設け、
加熱部から加熱室へと吹出される吐出流と、加熱室から加熱部へと吸引される吸気流とを境界領域付近にて衝突させて空気の流動速度を抑えると共に、加熱室に乱流を引き起こすことを特徴とする加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱気を強制的に循環させる熱気強制循環方式を用いずに、冷凍物等の被加熱物に熱を加えて保温・解凍させる加熱装置及び加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、解凍庫等の加熱装置、特に解凍後に高温にできない被加熱物を解凍する場合には、低温解凍方法が使用されている。この低温解凍方法では、加熱温度を各被加熱物の解凍後の適用温度帯に合わせており、加熱時間が長く必要となる、という問題を有している。
【０００３】
一方、加熱時間を短縮させる方法として、熱気強制循環方法が知られている。熱気強制循環方法は、発熱体等の加熱器によって加熱した空気をファンによって送風口から、冷凍物等の被加熱物が設置される加熱室に強制的に送り込み、そして、冷凍物との熱交換により温度が下降した熱気を、吸入口から加熱器へと吸い込ませ、加熱器によって再び加熱してファンによって加熱室へと送り込み、循環させる方法である。この方法では、熱気を被加熱物の表面に吹き付けて、水分と共に冷気を奪い取りながら解凍させていく。
【０００４】
このため、熱気強制循環方法では、１）熱気の循環ルートが一定であるため、被加熱物への加熱が均一にできない、２）被加熱物の乾燥度合いが高く、被加熱物が食材である場合には、味と品質が劣化する、３）熱気の速度が速いため、被加熱物によっては、その粉末が飛び散り、庫内が汚れる、４）加熱器を通過させてファンに導くという一方向の空気の流れを実現するために、成形部品等で形成された専用の風路が必要であり、部品点数が多くなり構造も複雑になる、といった問題点を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、熱気を強制的に循環させることなく、短い加熱時間で冷凍物等の被加熱物の乾燥を抑えて、均一にむらなく保温・解凍させることができる加熱装置及び加熱方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために本発明の請求項１記載の発明は、被加熱物を加熱して、保温または解凍を行う加熱装置であって、
断熱体により区画された室内において、その室内を、被加熱物が置かれる加熱室と、熱を発する加熱器が置かれる加熱部とに分けて、その加熱室と加熱部との境界領域に、風向制御手段を持たないファンと、ファンの周囲で境界領域において空気が出入りするための適切な空間とを設け、加熱部から加熱室へと吹出される吐出流と、加熱室から加熱部へと吸引される吸気流とを境界領域付近にて衝突させて空気の流動速度を抑えると共に、加熱室に乱流を引き起こすことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記加熱器の一面の手前に該一面に対してファンの回転軸が直交するように、ファンを配設することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のものにおいて、加熱器とファンとの間の距離をａ、ファンの直径をＤとしたときに、ａ／Ｄ＝１／２〜１／４を満足させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載のものにおいて、前記加熱器と該加熱器の周囲に配設される壁面との最小寸法を１０ｍｍ以上に設定することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の前記室内において、その両側にそれぞれ加熱器が置かれる加熱部を設け、その中央部を加熱室とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のものにおいて、加熱部に、複数の加熱器を並設することを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、ファンの回転軸が加熱器の一面とほぼ平行に重なるように、ファンを加熱器に対して配設すると共に、前記境界領域に、開口が形成された仕切板を設け、ファンを該開口の近傍に配設することを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項７記載のものにおいて、ファンの直径をＤとし、開口の面積をＳとしたときに、下記式を満足させることを特徴とする。
【００１４】
１．５×π（Ｄ／２）２ ≦Ｓ≦ ２×π（Ｄ／２）２               （１）
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項７または８記載の前記仕切板に、ファンが配設される場所以外の部分に対向してスリットを形成することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、請求項７ないし９のいずれかに記載のものにおいて、前記開口とファンの組み合わせを複数設けることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のものにおいて、前記加熱器により加熱室の温度を調整可能としたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の前記温度を、−３５℃〜８０℃とすることを特徴とする。より好ましくは５０℃以下または常温以下とするとよい。
【００１９】
請求項１３記載の発明は、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の前記加熱室に、１つ以上の補助ファンを設けることを特徴とする。
【００２０】
請求項１４記載の発明は、被加熱物を加熱して、保温または解凍を行う加熱方法であって、
断熱体により区画された室内を、被加熱物が置かれる加熱室と、熱を発する加熱器が置かれる加熱部とに分けて、
その加熱室と加熱部との境界領域に、風向制御手段を持たないファンと、ファンの周囲で境界領域において空気が出入りするための適切な空間とを設け、
加熱部から加熱室へと吹出される吐出流と、加熱室から加熱部へと吸引される吸気流とを境界領域付近にて衝突させて空気の流動速度を抑えると共に、加熱室に乱流を引き起こすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、加熱部から加熱室へと吹出される吐出流と、加熱室から加熱部へと吸引される吸気流とを境界領域付近にて衝突させて空気の流動速度を抑えると共に、加熱室に乱流を引き起こすことにより、加熱空気が被加熱物に様々な方向から接触して熱交換を行うために、被加熱物を均一にむらなく加熱することができると共に、該加熱空気の流動速度が低速であり被加熱物との接触時間が長くなるため、比較的短時間で加熱を行なうことができ、水分の移動を防ぎ、被加熱物の乾燥を抑えることができる。
【００２２】
また、請求項２記載の発明によれば、加熱部から加熱室へと吹出される吐出流と、加熱室から加熱部へと吸引される吸気流とを境界領域付近にて効果的に衝突させることができ、さらには、吸気流と加熱器との熱交換を効果的に行なわせることができる。
【００２３】
さらに、請求項３または４記載の発明によれば、吸気流と吐出流との間とのバランスを良好にすることができる。
【００２４】
請求項５記載の発明によれば、両側にある加熱部からの吐出流同士が加熱室内で衝突するために、加熱室内の乱流を効果的に発生させることができる。
【００２５】
請求項６記載の発明によれば、被加熱物を加熱するべき度合いに応じて、加熱室内での被加熱物の設置場所を変えることにより、被加熱物への適切な加熱を行なうことができる。
【００２６】
請求項７記載の発明によれば、ファンの回転軸が加熱器の一面とほぼ平行に重なるようにファンが加熱器に対して配設されるため、全体の構成を小型化することができるようになる。そして、開口を介して、前記吐出流と吸気流とを衝突させることができる。
【００２７】
請求項８記載の発明によれば、吐出流と吸気流とのバランスを良好にすることができる。
【００２８】
請求項９及び１０記載の発明によれば、加熱性能の調整を図ることができ、設計の自由度を高めることができる。
【００２９】
請求項１１及び１２記載の発明によれば、加熱器により加熱室の温度を調整することにより、被加熱物の目的の加熱温度に適した温度に加熱室を設定することができる。
【００３０】
請求項１３記載の発明によれば、補助ファンによって、加熱室内の乱流の発生をさらに促進させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。尚、以下の実施形態は本発明を限定するものではない。
（第1実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による加熱装置の内部構造を表す断面図である。加熱装置１０は、外壁と内壁とその間に充填された断熱材とからなる断熱壁体１２によって包囲されて外部と断熱的に隔離された空間または室内１６を有しており、その室内１６の一側面（前面）には、被加熱物を搬入するための扉１４が開閉自在に備えられている。
【００３２】
室内１６には熱源としての加熱器１８が設けられる。加熱器１８から放出される熱エネルギは、室内１６の空気を介して被加熱物に供給される。被加熱物に対して適した熱エネルギを供給できるように、加熱器１８によって室内１６の温度が調整可能となる。例えば、加熱器１８によって調整可能な設定温度の範囲としては、−３５℃〜８０℃程度とすることができ、好ましくは、５０℃以下または常温以下の温度とすると、本装置の利点をより発揮させることができる。調整可能な設定温度の範囲によって、加熱器１８は、例えば、電熱ヒーター、冷媒が循環する冷媒サイクルを構成する蒸発器、または、この冷媒サイクルの蒸発器と電熱ヒーターとを組み合わせたものから、構成することができる。広範囲の温度範囲をカバーするためには、冷媒サイクルと電熱ヒーターとを組み合わせたものとすると好ましい。電熱ヒーターは、フィンチューブ内に電熱線を配置したものから構成することができる。また、冷媒サイクルを構成する蒸発器は、冷媒が循環する配管を介して室外に配置される図示しない圧縮機及び凝縮器等に接続される。また、冷媒サイクルと電熱ヒーターとを組み合わせる場合には、電熱線を蒸発器のチューブと平行に配索することで構成することができる。
【００３３】
加熱器１８の全体形状はその正面から見て通常は長方形（正方形を含む）となっているが、これに限るものではない。空気は、基本的に加熱器１８の後面、両側面及び前面のすべての４側面方向から、加熱器１８内及び加熱器１８外へと出入り可能となっており、加熱器１８の中をいずれかの方向にも移動可能となっている。
【００３４】
室内１６は、加熱器１８が置かれる加熱部１６Ａと、被加熱物が置かれる加熱室１６Ｂとに分けられており、その境界領域１６Ｃにはファン２０が配設される。
【００３５】
この例では、ファン２０は、加熱器１８の前面に、その回転軸が加熱器１８の前面に対して直交するように配設される。このファン２０を回転駆動する駆動モータ２１は、図示しないブラケットにより、断熱壁体１２に取り付けることができる。加熱器１８を高い設定温度で使用する場合には、加熱器１８からの熱の影響を受けないようにするために駆動モータ２１を室外に設置してもよく、任意の伝達手段にて室内のファン２０へと動力を伝達することとしてもよい。ファン２０の回転数は、８００〜２２００ｒｐｍ程度とするとよい。
【００３６】
境界領域１６Ｃにおいて、ファン２０は複数個設けられるとよく、この例では、加熱器１８の正面から見た対角線上に一対のファン２０が配置されている。このファン２０には、従来一般的に風量を増加させるために使用されるベルマウスといった風向制御手段は設けられていない。
【００３７】
加熱室１６Ｂとなる室内１６の両側面にはガイドレール２３が形成され、ガイドレール２３に沿って複数のトレー２４が配設され、トレー２４上に被加熱物が載置可能となっている。
【００３８】
以上のように構成される加熱装置１０においては、加熱室１６Ｂと加熱器１８を含む加熱部１６Ａとの間で強制的に循環を起こさず、加熱室１６Ｂと加熱部１６Ａとの境界領域１６Ｃ付近において、加熱部１６Ａから加熱室１６Ｂへと吹出させる吐出流と、加熱室１６Ｂから加熱部１６Ａへと吸引される吸気流とを衝突させて、空気の流動速度を抑えている。即ち、ファン２０によって加熱部１６Ａから加熱室１６Ｂへと吐出流が吹出させられる一方で、境界領域１６Ｃのファン２０のない空間を通り、加熱室１６Ｂから、ファン２０の後方に回り込んで、加熱部１６Ａへと吸気流が吸引され、この吐出流と吸気流とが境界領域１６Ｃ付近にて衝突して、空気の流動速度が抑えられる。また、加熱室１６Ｂに方向性なく吹出された吐出流は、加熱室１６Ｂにおいて、ファン２０に対向する壁面（図１の例の場合は、扉１４またはトレー２４の前面）を反射した流れと衝突して、流動速度が抑えられると共に、乱流となり脈動を起こす。この流動速度が抑えられ脈動となった加熱空気は、加熱室１６Ｂ内の被加熱物に対して均一に接触すると共に、その接触時間は長くなる。そのため、短時間に熱交換を行い、解凍または保温を行うことができる。併せて、被加熱物内の空気の移動を抑えるために、被加熱物の乾燥及び品質の変化を抑えることができる。また、加熱空気の流動速度が遅いため、被加熱物の粉末が飛び散ることも抑えることができる。
【００３９】
前記境界領域１６Ｃ付近では、加熱器１８と熱交換した熱気と被加熱物と熱交換した温度の下がった熱気との間での熱交換が行われる。この熱交換を十分に生じさせ且つ流動速度を抑えるためには、境界領域１６Ｃにおいて、ファン２０とファン２０の周囲において空気が出入りするための適切な空間があることが必要である。適切な空間としては、図１に図示した例の場合、加熱器１８を正面から見て加熱器１８の対角線上のファン２０の存在していない部分と、ファン２０と加熱器１８との間の前後方向の隙間部分とがある。これらの両方の部分を適切に設けることが好ましい。特に、前後方向の隙間は、加熱器１８とファン２０との間の隙間の前後方向の寸法をａとし、ファン２０の直径をＤとしたときに、ａ／Ｄ＝１／２〜１／４であり、この範囲が最も効果的である。ａ／Ｄの範囲について以下検討する。
【００４０】
図２に示すように、加熱器１８の後面１８ｂ、両側面１８ｃ、１８ｃ及び前面１８ａのすべての４側面方向を開放している構成の場合に、加熱部１６Ａに発生する空気の流れとしては、加熱室１６Ｂ側から加熱器１８の後面１８ｂ及び両側面１８ｃ、１８ｃを周回して加熱室１６Ｂへと流れる流れ（図中（ア）で表す）と、加熱室１６Ｂ側からファン２０の後方に回り込んで、ファン２０に吸引されて再び加熱室１６Ｂへと流れる流れ（図中（イ））と、加熱器１８の周囲からファン２０へと吸引される流れ（図中（ウ））とが考えられる。この中で、流れ（ア）と流れ（イ）とがバランスよく配分されて、それにより、加熱室１６Ｂ側から流れてくる被加熱物によって冷やされた空気が、加熱器１８によって加熱された加熱器１８の周囲空気との間で熱交換を行って、加熱室１６Ｂへと流れることが理想である。さらに、空気の流速を低くして、加熱器１８にて加熱された空気との間の熱交換を十分に出来るようにし、上述のように加熱室１６Ｂでの流動速度を低く抑えて被加熱物との熱交換を十分に出来るようにすることが熱交換効率を高める上で重要である。
【００４１】
図２（ｂ）に示すように、ａ／Ｄ＜１／４の場合には、ファン２０と加熱器１８との間が狭すぎて、境界領域１６Ｃの層が薄いために、（イ）の流れを十分に発生させることができず、加熱室１６Ｂへと空気を十分に流動させることができない。そのため、ファン２０の回転数を上げるなどして吸引力を高めざるを得ず、流速が高くなると共に、加熱器１８内の空気を吸引することになり、それにより、加熱器１８を通過する流れが発生するという問題が生じる。加熱器１８を通過する空気の流れを積極的に作ることは、避けなければならない。
【００４２】
一方、図２（ｃ）に示すように、ａ／Ｄ＞１／２の場合には、ファン２０と加熱器１８との間が広がりすぎて、境界領域１６Ｃの層が厚いために、ファン２０の後方の空気が風だまりとなり、ファン２０から加熱室１６Ｂへと吹き出される空気の流量が多くなるという問題があり、また、流れ（イ）の空気が十分に加熱器１８の周囲の加熱空気との熱交換を行うことができず、さらには、加熱器１８の両側面１８ｃ、１８ｃ及び後面１８ｂの３面を周回する流れ（ア）よりも、加熱器１８の周囲から加熱器１８を周回せずにファン２０へと吸引される流れ（ウ）が発生し、加熱器１８の周囲の加熱空気との熱交換を十分に行うことができない、という問題が生じる。要するに、加熱部１６Ａと加熱室１６Ｂとが全く分離したような状態になり、熱交換効率が悪い。
【００４３】
これに対して、図２（ａ）に示すように、１／２≧ａ／Ｄ≧１／４を満足させることにより、加熱器１８の両側面１８ｃ、１８ｃ及び後面１８ｂを周回する流れ（ア）と、加熱器１８の前面を通過する流れ（イ）とがバランスよく発生し、加熱器１８周囲の加熱空気との熱交換を十分に行うことができる。勿論、加熱器１８内外への空気の出入りは僅かに生じている（イ’）が、それが、加熱部１６Ａ内の空気を揺り動かすことになり、熱交換を促進させることに寄与する。しかしながら、加熱室１６Ｂから加熱部１６Ａ内へと通過する空気の大きな流れの発生は、抑えることができる。
【００４４】
次に、図３（ｂ）に示すように、加熱器１８と加熱器１８の後面側にある最も近い壁面２６との間の距離Ｄｂが１０mmより小さいと、その隙間による絞り効果により、前記加熱器１８の両側面１８ｃ、１８ｃ及び後面１８ｂの３面を周回する流れ（ア）の流速が高くなり、好ましくない。図３（ａ）に示すように、距離Ｄｂが１０mm以上または１０mmよりも大きいと、前記加熱器１８の両側面１８Ｃ、１８Ｃ及び後面の３面を周回する流れの流速が低くなり、好ましい。平均的な速度としては、１〜５ｍ／min＝０．０１６７〜０．０８３３ｍ／secとなることが望ましい。
【００４５】
図４は、第１の実施形態の変形例を示す。この例では、室内１６の両側に加熱器１８が設けられており、よって、両側が加熱部１６Ａとなり、加熱部１６Ａに挟まれた中央部が加熱室１６Ｂとなっている。そして、両側の加熱部１６Ａと加熱室１６Ｂとの間の境界領域１６Ｃには、ファン２０が配設される。
【００４６】
好ましくは、両側に配置されるファン２０は、図４（ｂ）に示したように、互いに対向せずに、千鳥の関係となるように互い違いにオフセットされて配置されるとよい。
【００４７】
また、ファン２０の個数は、境界領域１６Ｃ当たりに２個ずつに限るものではなく、図５に示すように、境界領域を複数の区画に分けて、その複数の区画の中から千鳥に選択された区画にファン２０を配置することでもよい。
【００４８】
図６は、さらに他の変形例を示す。この例では、加熱部１６Ａに、複数の加熱器１８−１、１８−２、１８−３が上下に並設されている。それぞれの加熱器１８−１、１８−２、１８−３の設定加熱温度を変えることにより、被加熱物への適切な加熱を行なうことができる。例えば、保温したい被加熱物については、保温に適した加熱を行なう加熱器に対向する加熱室の上下位置に設置し、解凍したい被加熱物については、解凍に適した加熱を行う加熱器に対向する加熱室の上下位置に設置するとよい。
【００４９】
また、図７（ａ）、（ｂ）は、さらに他の変形例を示す。この例では、境界領域１６Ｃに配置されたファン２０とは別に補助ファン２２を加熱室１６Ｂの任意の部分に配置した例である。補助ファン２２にも、ベルマウスといった風向制御手段は設けられていない。好ましくは、補助ファン２２は、加熱室１６Ｂの一側面に配置される。図示の例では、補助ファン２２は、ファン２０と対向しない面に設けられている。
【００５０】
この補助ファン２２によって、加熱室１６Ｂ内に発生している流れをさらに乱して、乱流の発生を促進させることができる。
【００５１】
加熱装置１０は、図１のような密閉室内を形成するものに限るものではなく、被加熱物を螺旋状に搬送するコンベアを備えたスパイラル方式や被加熱物を水平方向に搬送するコンベアを備えたトンネル式のようなライン中に配置されるタイプの加熱装置に適用することができ、その場合、加熱装置には被加熱物が搬入及び搬出される搬入口及び搬出口が設けられるが、加熱装置内の室内は、外部と断熱壁体によって断熱的に隔離される。かかる方式であっても上記ａ／Ｄ、Ｄｂを同様に設定することで、同様に適用することができる。
【００５２】
以上の例では、被加熱物に対して水平方向に離間した位置関係で加熱器が配置されていたが、本発明はこのような位置関係に限られずに、３次元的にどのような配置であっても、加熱器の前面にファンがある構成において、ａ／Ｄ、Ｄｂを所定の範囲に設定することで、同様に適用することができる。
（第２実施形態）
次に、図８は、本発明の第２実施形態による加熱装置の内部構造を表す断面図である。図において、加熱装置３０は、外壁と内壁とその間に充填された断熱材とからなる断熱壁体３２によって包囲されて外部と断熱的に隔離された空間または室内３６を有しており、その室内３６の一側面（前面）には、被加熱物を搬入するための扉３４が開閉自在に備えられている。
【００５３】
室内３６は、加熱器３８が置かれる加熱部３６Ａと、被加熱物が置かれる加熱室３６Ｂとに分けられており、その境界領域３６Ｃには仕切板３７が配設される。
【００５４】
加熱部３６Ａには、加熱器３８が立設している。加熱器３８は、第１実施形態と加熱器１８と同様に構成することができる。
【００５５】
また、加熱室３６Ｂ内には、被加熱物用のトレーを設けてもよい。
【００５６】
加熱部３６Ａと加熱室３６Ｂの間の境界領域３６Ｃに配置される仕切板３７には、開口３９が形成されている。図９は、図８に示した加熱装置３０の正面図であり、扉３４を外した状態において、図８の加熱室３６Ｂを矢印９方向から見た図である。図から分かるように、仕切板３７には、略四角形の開口３９が形成されている。
【００５７】
そして、境界領域３６Ｃには、開口３９よりも加熱部３６Ａ側にファン２０が、その回転軸が加熱器３８の上面とほぼ平行に重なるように、配設されている。ファン２０は、駆動モータ２１の回転駆動軸に取り付けられたものであり、駆動モータ２１を保持する図示しないブラケット等を介して仕切板３７または断熱壁体３２に取り付けることができる。または、加熱器３８を高い設定温度で使用する場合には、加熱器３８からの熱の影響を受けないようにするために駆動モータ２１を室外に設置してもよく、任意の伝達手段にて室内のファン２０へと動力を伝達することとしてもよい。ファン２０の回転数は、８００〜２２００ｒｐｍ程度とするとよい。ファン２０には、風向制御手段は設けられていない。
【００５８】
開口３９の辺の長さ（Ｈ寸法、Ｗ寸法）はいずれもファン２０の直径よりも大きくなっている。
【００５９】
図１０は、図８に示した加熱装置３０の水平方向（横方向）の断面図である。ファン２０の最先端部は、仕切板３７の裏面より寸法Ｌ分だけ内側（加熱部３６Ａ側）に設置されている。
【００６０】
加熱部３６Ａには、加熱器３８が配設されるだけであり、これ以外に各部品の取り付け部品、配線、配管等が設置されているが、加熱器３８から境界領域３６Ｃにあるファン２０との間を空気が流通する風路を構成する専用のダクト等の部品は設けられていない。例えば、ファン２０後方に直接空気を導くような専用のダクトはなく、境界領域３６Ｃにおけるファン２０の左右の空間にも、配線、配管等が設置されるに止まり、加熱部３６Ａの熱気を、ファン２０に直接導くような専用部品は配置されていない。このため、ファン２０の外側には開放空間があることになる。
【００６１】
図１１は、開口３９の正面図を示している。本図の例では開口３９は、網目状に形成されたネット４０で塞がれており、ファン２０への人体や食品の接触を防止している。ネット４０は、仕切板３７に追加して固定してもよく、仕切板３７と一体に形成してもよい。また、網目状部材に限るものではなく、例えば多数のスリットを形成したものでもよい。また、仕切板３７と略同一平面上にあるものに限らず、加熱室３６Ｂ側に延出した立体状部材に、網目状部材やスリットを形成してもよい。
【００６２】
また、図示は省略するが、仕切板３７に、ファン２０が配設される場所以外の部分に対向してスリットを形成するとよい。但し、このスリットは空気を循環させるためのものではない。このスリットにより、加熱性能の調整を図ることができ、設計の自由度を高めることができる。
【００６３】
以下、本実施の形態に係る加熱装置の動作について、図１２を参照しながら説明する。図１２（ａ）は、本実施の形態に係る加熱装置の主要部の水平断面図であり、図１２（ｂ）、（ｃ）は、比較例に係る加熱装置の主要部の水平断面図である。図１２（ｂ）の比較例に係る構成は、仕切板３７の配置は加熱器３８との対向部分で止まり、加熱器３８の上部には、仕切板は配置されていない。また、図１２（ｃ）の比較例に係る構成は、開口３９の内周部をファン２０の外周と隣接させた構成となっており、別途加熱室３６Ｂ内の空気を加熱部３６Ａ側に吸い込む吸込口を設けており、ファン２０の外周と開口３９との間には僅かな風路４２が形成されている。つまり、図１２（ａ）の構成では、ファン２０の周囲に、境界領域３６Ｃにおいて加熱部３６Ａと加熱室３６Ｂとの間で空気が出入りするための適切な空間が形成されているのに対して、図１２（ｂ）の比較例では、ファン２０の周囲が広く開放されており、図１２（ｃ）の比較例では、ファン２０の周囲に適切な空間がほとんど形成されていない。
【００６４】
図１２（ｂ）の構成では、ファン２０をファン２０後方の空気をファン２０前方に導くように正転させた場合、加熱部３６Ａの空気は、加熱室３６Ｂ側に吹き出される。また、ファン２０の後方のみならず、ファン２０の前方の加熱室３６Ｂの空気もファン２０の回転により吸引され、ファン２０の前方に吹き出されることになる。
【００６５】
これに対して、図１２（ａ）の構成では、開口３９の内径は、ファン２０の外径より大きく、かつファン２０は回転軸方向において開口３９内にはなく、ファン２０の回転軸方向の先端は加熱部３６Ａ側にある。このため、開口３９の内周近傍において、ファン２０の吸引力により、加熱室３６Ｂの空気が吸引されて加熱部３６Ａ側に流動する空間がある。
【００６６】
したがって、開口３９においては、加熱部３６Ａから加熱室３６Ｂに吹き出される流れと、加熱室３６Ｂから加熱部３６Ａに吸引される流れとの２方向の空気の流れが生じる。このように限られた開口３９において、２方向の流れが生じると、図１２（ａ）の破線で示したように、加熱室３６Ｂに吹き出される吐出流と、加熱部３６Ａに吸引される吸引流とがぶつかり合う現象も生じる。
【００６７】
このため、図１２（ｂ）のように、空気の流れは、吐出流と吸引流とが明確に分離した状態にはならず、吐出流と吸引流とがぶつかりあって、乱流状態が形成され加熱室３６Ｂへの吐出流の速度が弱められることになる。すなわち、図１２（ａ）の構成は、開口３９を介した空気の流出と流入との双方の作用をしつつ、加熱室３６Ｂへの吐出流の速度を弱める作用があるといえる。
【００６８】
また、図１２（ｃ）では、風路４２が加熱部３６Ａから加熱室３６Ｂへの空気の流れを促進することになり、図１２（ａ）の構成とは異なり、加熱室３６Ｂの空気が加熱部３６Ａに流動する余地がない。このことは、ファン２０の外周を円筒状部材で囲んだ場合も同様である。
【００６９】
本実施形態の構成によれば、開口３９を介して、加熱室３６Ｂの熱気と加熱部３６Ａの熱気とを入れ替えることができるので、加熱器３８に溜まった熱気を加熱室３６Ｂ内へ流動させることができ、かつ加熱室３６Ｂの空気を加熱器３８に還流させることができる。このため、専用の吸引口を設けていない構成であっても、加熱器３８による熱交換が可能であるといえる。
【００７０】
また、開口３９の面積は、大き過ぎると図１２（ｂ）の構成の場合の作用に近づき、吐出流の風速を弱める作用が薄れ、小さ過ぎると、開口３９を介した空気の加熱部３６Ａへの流入の作用が薄れる。このため、開口３９の面積をＳ、ファン２０の直径をＤとすると、開口面積Ｓは、下記式（１）に示したように、ファン２０の面積（π（Ｄ／２）２）の１．５倍以上２倍以下の範囲内であることが好ましい。
【００７１】
１．５×π（Ｄ／２）２ ≦Ｓ≦ ２×π（Ｄ／２）２               （１）
また、開口３９の形状は、図示では四角形の例であるが、これに限るものではなく、開口３９の径がファン２０の径より大きくなっていればよく、四角形以外の多角形や円形でもよく、これらに近似した形状でもよい。
【００７２】
また、仕切板３７は、図示では１枚の板状部材で構成した例としたが、複数部材を組み立てて形成したものでもよい。例えば、開口３９を形成した部材と、加熱器３８の前面に対応する部材とを組み合わせたものでもよい。
【００７３】
また、図示の例では、開口３９は１つであったが、開口３９とファン２０との組み合わせを複数、設けることも可能である。
【００７４】
こうして、この実施形態においても、第１実施形態と同様に、加熱室３６Ｂに発生する乱流によって、被加熱物には脈動または振動のある加熱空気が接触するために、均一に短い加熱時間で乾燥を抑えて加熱を行うことができる。また、この実施形態では、加熱器３８とファン２０とを上下で重ねて配置することができるため、全体の構成を小型化することができる。
【実施例】
【００７５】
冷凍の被加熱物（サンプル：かまぼこ、−２０℃以下、約５０ｇ）に対して解凍実験を行なった。実施例は、図８の装置を用いて、ファン２０の中心部分よりもオフセットされたファン外側部の前方にサンプルを配置した。また、比較のために、比較例１：所定温度に保持されたほぼ無風の室内にサンプルを入れた場合と、比較例２：所定温度に保持された室内にサンプルを入れて、室内に設けた送風機によりサンプルに強制的に直接風を吹きつけた場合と、比較例３：常温の室内（１５．８℃）で自然解凍させた場合も併せて行なった。
【００７６】
実験条件は、以下の通りである。
【００７７】
【表１】
2005328724.tif 000003
【００７８】
上記実験条件で、サンプルに加熱を行い、サンプルの中心部分の温度が−２０℃から０℃の解凍した状態になる迄に要する解凍時間を測定し、同時に、実験前と実験後でのサンプル重量の変化を測定した。実験結果は以下の通りであった。
【００７９】
【表２】
2005328724.tif 000004
【００８０】
上記表中、サンプル重量変換率はサンプルの重量を５０ｇに変換するための変換率であり、変換解凍時間は、そのサンプル重量変換率で変換した解凍時間である。
【００８１】
以上の結果から、無風で解凍した場合（比較例１−１，１−２）、目減りは少なく、乾燥が少ないが、解凍時間がかかり、熱気強制循環の場合（比較例２−１，２−１）、解凍時間は短いが、目減りが多いことが分かる。即ち、従来の方法では、乾燥と解凍時間は相反するものである。これに対して、実施例の場合、目減りが比較的少なく、且つ解凍時間も比較的短い時間で解凍を行なうことができることが分かった。
【００８２】
また、実施例による加熱では、均一性の良い解凍が行なえ、また、味も品質も良好であることが分かった。
【００８３】
また、乱流の発生を確認するため、実施例において、開口３９の部分に吹流しを取り付けて風の流れを観察したところ、吹流しは水平を保つのではなく、垂直または水平状態に常時ばたついていた。これは、一定の流れが発生しているのではなく、脈動または振動のある流れが発生していることを表しているものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第１実施形態による加熱装置の内部構造を表す（a）は側面縦断面図、（ｂ）は（a）中のｂ−ｂ線に沿って見た断面図（但しトレーは除く）である。
【図２】加熱器とファンとの間の前後方向の隙間と室内に生ずる空気の流れの関係を説明する説明断面図である。
【図３】加熱器と加熱器の後面側にある壁面との間の隙間と室内に生ずる空気の流れの関係を説明する説明断面図である。
【図４】第１の実施形態の変形例による加熱装置の内部構造を表す（ａ）は正面縦断面図、（ｂ）は加熱器の概略斜視図である。
【図５】第１の実施形態の他の変形例による加熱器とファンとの関係を表す正面図である。
【図６】第１の実施形態のさらに他の変形例による加熱装置の内部構造を表す（ａ）は正面縦断面図、（ｂ）は加熱器の概略斜視図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）はさらに他の変形例による加熱装置の内部構造を表す縦断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る加熱装置の縦断面図である。
【図９】図８に示した加熱装置の正面図（扉は省略する）である。
【図１０】図８に示した加熱装置の水平断面図である。
【図１１】第２の実施形態に係る開口の正面図である。
【図１２】（ａ）は、第２の実施形態に係る加熱装置のファン近傍の主要部の水平断面図、（ｂ）、（ｃ）は比較例に係る加熱装置のファン近傍の主要部の水平断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０、３０  加熱装置
１６、３６  室内
１６Ａ、３６Ａ  加熱部
１６Ｂ、３６Ｂ  加熱室
１６Ｃ、３６Ｃ  境界領域
１８、３８  加熱器
１８−１、18−２、１８−３  加熱器
２０  ファン
３７  仕切板
３９  開口
【図１】
2005328724.tif 000005
【図２】
2005328724.tif 000006
【図３】
2005328724.tif 000007
【図４】
2005328724.tif 000008
【図５】
2005328724.tif 000009
【図６】
2005328724.tif 000010
【図７】
2005328724.tif 000011
【図８】
2005328724.tif 000012
【図９】
2005328724.tif 000013
【図１０】
2005328724.tif 000014
【図１１】
2005328724.tif 000015
【図１２】
2005328724.tif 000016