(57)【要約】【課題】  処理槽内への蒸気供給時に、リボイラや給蒸管内に溜まっていた空気が、処理槽内へ供給されてしまうのを防止する。【解決手段】  被加熱物１が収容される処理槽２、ボイラ１３からの蒸気を熱源として軟水を蒸気化するリボイラ１４、リボイラ１４からの蒸気を処理槽２内へ供給する給蒸管２２、給蒸管２２に設けられてその管路を開閉する給蒸弁２４、給蒸弁２４に近接して給蒸弁２４よりリボイラ１４側に配置される排気弁２５を備える。排気弁２５は、給蒸管２２の内外を連通する開口を有し、リボイラ１４からの蒸気の温度に基づきその開口を閉鎖する。排気弁２５として、設置箇所の圧力下における飽和蒸気温度より所定温度低い温度で作動する温調トラップを用いる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物が収容される処理槽と、
この処理槽内へ蒸気発生装置からの蒸気を供給する給蒸管と、
この給蒸管に設けられ、その管路を開閉する給蒸弁と、
この給蒸弁より前記蒸気発生装置側の前記給蒸管に設けられ、設定温度未満では前記給蒸管の内外を連通するよう開口する一方、設定温度以上では前記開口を閉鎖する排気弁と
を備えることを特徴とする蒸気加熱装置。
【請求項２】
前記処理槽内の空気を外部へ吸引排出する減圧手段と、
前記蒸気発生装置内の蒸気圧を検出する蒸気圧検出手段と、
この蒸気圧検出手段の検出信号に基づき前記給蒸弁の開閉を制御する制御手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の蒸気加熱装置。
【請求項３】
被加熱物が収容される処理槽と、
ボイラからの蒸気を熱源として軟水または純水を蒸気とするリボイラと、
このリボイラからの蒸気を前記処理槽内へ供給する給蒸管と、
この給蒸管に設けられ、その管路を開閉する給蒸弁と、
この給蒸弁より前記リボイラ側に配置されると共に、前記給蒸弁に近接して前記給蒸管に設けられ、前記給蒸管の内外を連通する開口を有し、前記リボイラからの蒸気の温度に基づき前記開口を閉鎖する排気弁と、
前記処理槽内の空気を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を減圧する減圧手段と、
前記リボイラ内の蒸気圧を検出する蒸気圧検出手段と、
この蒸気圧検出手段の検出信号に基づき、前記ボイラから前記リボイラへの蒸気供給と、前記給蒸弁の開閉の可否とを制御する制御手段と
を備えることを特徴とする蒸気加熱装置。
【請求項４】
前記排気弁は、設置箇所の圧力下における飽和蒸気温度より所定温度低い温度で作動する温調トラップとされた
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸気加熱装置。
【請求項５】
前記排気弁は、前記給蒸弁より上流側の前記給蒸管内の温度を検出する管内温度検出手段の検出信号に基づき、設定温度以上で閉鎖するよう制御される開閉弁とされた
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸気加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱物が収容された処理槽内へ蒸気を供給して、前記被加熱物を加熱するための蒸気加熱装置に関するものである。特に、被調理物（食材または食品）を加熱調理するための飽和蒸気調理装置などの蒸気加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に開示されるように、食材が収容された処理槽内へ蒸気を供給して、食材の加熱調理を図る蒸気加熱装置が知られている。この蒸気加熱装置では、予め処理槽内の空気を排出した後、処理槽内へ蒸気を供給することが、伝熱効率を高める上で好ましい。また、下記特許文献２に開示されるように、リボイラを用いて軟水を蒸気化し、その蒸気を処理槽内へ供給することが、安全で衛生的な調理を行う上で好ましい。
【特許文献１】特開２００５−２１０９５９号公報  （段落番号００３７−００３８、図１）
【特許文献２】特開２００５−６５７９８号公報  （段落番号００１８−００１９、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、処理槽内への蒸気を発生させるリボイラ内や、このリボイラからの蒸気を処理槽内へ供給する給蒸管内に溜まった空気が、前記給蒸管に設けた給蒸弁を開いて処理槽内へ蒸気供給する際に、処理槽内へ供給されてしまう不都合があった。そのため、せっかく予め処理槽内の空気を排除しておいても、処理槽内への蒸気供給初期に、処理槽内へ空気が導入されてしまい、空気排除の効果が減少または消滅するおそれがあった。
【０００４】
一方、リボイラにおいても、リボイラ起動時にリボイラ内に空気が溜まったままであると、空気分圧の分だけ蒸気温度が低い状態となり、処理槽内への蒸気供給初期に、処理槽内への蒸気供給が円滑になされないおそれがあった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、処理槽内への蒸気供給時に、給蒸弁より上流側に溜まっていた空気が、処理槽内へ供給されてしまうのを防止することにある。また、リボイラ内に溜まっていた空気を排除することで、リボイラの起動を所望どおり行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、被加熱物が収容される処理槽と、この処理槽内へ蒸気発生装置からの蒸気を供給する給蒸管と、この給蒸管に設けられ、その管路を開閉する給蒸弁と、この給蒸弁より前記蒸気発生装置側の前記給蒸管に設けられ、設定温度未満では前記給蒸管の内外を連通するよう開口する一方、設定温度以上では前記開口を閉鎖する排気弁とを備えることを特徴とする蒸気加熱装置である。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、蒸気発生装置の起動時など、蒸気発生装置や給蒸管内に空気が溜まっている状態では、排気弁は開口している。従って、その溜まっていた空気は、蒸気発生装置からの蒸気により、排気弁を介して外部へ押し出され排出される。ところが、蒸気発生装置からの蒸気は、前記空気よりも高温であるため、空気排出後は排気弁の開口は閉じられる。従って、その後、給蒸管に設けた給蒸弁を開くことで、処理槽内へ蒸気のみを供給することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記処理槽内の空気を外部へ吸引排出する減圧手段と、前記蒸気発生装置内の蒸気圧を検出する蒸気圧検出手段と、この蒸気圧検出手段の検出信号に基づき前記給蒸弁の開閉を制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の蒸気加熱装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、給蒸弁より下流側の給蒸管内の空気や、処理槽内の空気は、減圧手段により外部へ排出することができる。一方、上述したように、給蒸弁より上流側の給蒸管内の空気や、蒸気発生装置内の空気は、排気弁から外部へ排出することができる。このようにして、処理槽内の空気を排除すると共に、処理槽内へ空気を導入することなく、処理槽内へ蒸気を供給することができる。また、蒸気圧検出手段により、蒸気発生装置内の蒸気圧を所望にしてから、給蒸弁を開いて処理槽内へ蒸気を供給することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、被加熱物が収容される処理槽と、ボイラからの蒸気を熱源として軟水または純水を蒸気とするリボイラと、このリボイラからの蒸気を前記処理槽内へ供給する給蒸管と、この給蒸管に設けられ、その管路を開閉する給蒸弁と、この給蒸弁より前記リボイラ側に配置されると共に、前記給蒸弁に近接して前記給蒸管に設けられ、前記給蒸管の内外を連通する開口を有し、前記リボイラからの蒸気の温度に基づき前記開口を閉鎖する排気弁と、前記処理槽内の空気を外部へ吸引排出して、前記処理槽内を減圧する減圧手段と、前記リボイラ内の蒸気圧を検出する蒸気圧検出手段と、この蒸気圧検出手段の検出信号に基づき、前記ボイラから前記リボイラへの蒸気供給と、前記給蒸弁の開閉の可否とを制御する制御手段とを備えることを特徴とする蒸気加熱装置である。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、リボイラの起動時など、リボイラや給蒸管内に空気が溜まっている状態では、排気弁は開口している。従って、その溜まっていた空気は、リボイラからの蒸気により、排気弁を介して外部へ押し出され排出される。ところが、リボイラからの蒸気は、前記空気よりも高温であるため、空気排出後は排気弁の開口は閉じられる。従って、その後、給蒸管に設けた給蒸弁を開くことで、処理槽内へ蒸気のみを供給することができる。ここで、予め、給蒸弁より下流側の給蒸管内の空気や、処理槽内の空気は、減圧手段により外部へ排出しておくことができる。このようにして、処理槽内の空気を排除すると共に、処理槽内へ空気を導入することなく、処理槽内へ蒸気を供給することができる。また、蒸気圧検出手段に基づきボイラからリボイラへの蒸気供給を制御して、リボイラ内の蒸気圧を所望に維持しつつ、給蒸弁を開いて処理槽内へ蒸気を供給することができる。しかも、処理槽内へ供給される蒸気は、軟水または純水を蒸気化したものであるから、安全で衛生的な加熱処理が可能である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記排気弁は、設置箇所の圧力下における飽和蒸気温度より所定温度低い温度で作動する温調トラップとされたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸気加熱装置である。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、温調トラップを用いることで、機械的に簡易に構成することができる。
【００１４】
さらに、請求項５に記載の発明は、前記排気弁は、前記給蒸弁より上流側の前記給蒸管内の温度を検出する管内温度検出手段の検出信号に基づき、設定温度以上で閉鎖するよう制御される開閉弁とされたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸気加熱装置である。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、管内温度検出手段と開閉弁とを用いて、電気的制御を用いて簡易に構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の蒸気加熱装置によれば、処理槽内への蒸気供給時に、給蒸弁より上流側に溜まっていた空気が、処理槽内へ供給されてしまうのを防止することができる。従って、処理槽内において、被加熱物の蒸気による加熱を、空気で阻害されることなく効率的に行うことができる。また、リボイラ内に溜まっていた空気を排除することで、リボイラの起動を所望どおりに行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
本発明は、処理槽内に収容された被加熱物を、蒸気により加熱する蒸気加熱装置である。ここで、被加熱物の種類は、特に問わないが、典型的には食材または食品などの被調理物とされる。この場合、蒸気加熱装置は、蒸気で被調理物を蒸したり煮たりする蒸煮機もしくは蒸し庫または飽和蒸気調理装置ということができる。また、蒸気による加熱調理後に、処理槽内の空気を外部へ吸引排出して、被調理物の真空冷却を図る場合には、蒸煮冷却機ということができる。あるいは、被加熱物は、手術用メスなどの被滅菌物でもよい。この場合、蒸気加熱装置は、蒸気滅菌装置ということができる。但し、本発明は、ここに例示した装置に限らず、空気排除後の処理槽内へ蒸気供給するその他の装置にも適用可能である。
【００１８】
本実施形態の蒸気加熱装置は、被加熱物が収容される処理槽と、この処理槽内へ蒸気供給する給蒸手段と、処理槽内の気体を外部へ吸引排出して処理槽内を減圧する減圧手段と、減圧された処理槽内へ外気を導入して処理槽内を復圧する復圧手段と、処理槽内の蒸気やその凝縮水を外部へ排出する排出手段とを備える。
【００１９】
前記処理槽は、被加熱物を収容可能な中空構造に形成され、典型的には略矩形のボックス状に形成された金属製の缶体である。この処理槽は、一側面へ開口して中空部を有する処理槽本体と、この処理槽本体の開口部を開閉する扉とから構成される。この扉が閉められた状態では、前記中空部は密閉される。但し、処理槽の構成はこれに限らず、上方へ開口する有底円筒状の処理槽本体と、この上部開口部を開閉可能に閉じる扉とから構成してもよい。
【００２０】
処理槽には、処理槽内の圧力を検出する圧力センサが設けられる。但し、処理槽内の圧力は温度と所定の関係にあるから、圧力センサに代えて、処理槽内の温度を検出する温度センサを用いてもよい。その他、処理槽には、処理槽内に収容される被加熱物の温度を検出する品温センサを設置してもよい。
【００２１】
前記給蒸手段は、処理槽内へ蒸気発生装置からの蒸気を供給する手段である。蒸気発生装置は、典型的にはボイラから構成される。この際、ボイラ（一次ボイラ）からの蒸気を熱源として、軟水または純水をリボイラ（二次ボイラ）にて蒸気化し、このリボイラからの清浄蒸気を処理槽内へ供給するのが好ましい。これにより、配管内の錆や、防錆剤などのボイラ水処理薬品が、処理槽内への蒸気に混入されるおそれがなく衛生的である。以下の説明においては、蒸気発生装置はリボイラとして説明するが、単なるボイラであっても同様である。
【００２２】
蒸気発生装置としてのリボイラからの蒸気は、給蒸管を介して処理槽内へ供給される。この給蒸管の中途には、給蒸弁が開閉可能に設けられる。この給蒸弁を開閉することで、処理槽内への蒸気供給の有無が切り替えられる。この給蒸弁は、電磁弁のように全開または全閉のみ可能な構成でもよいし、モータバルブや比例制御弁のように開度調整可能な構成でもよい。
【００２３】
さらに、給蒸管には、排気弁が設けられる。この排気弁は、給蒸管の外周壁を介して給蒸管の内外を連通するよう開口するが、リボイラからの蒸気の温度に基づき、その開口を閉鎖する構成である。すなわち、排気弁は、設定温度未満では給蒸管の内外を連通するよう開口する一方、設定温度以上では前記開口を閉鎖するよう構成される。このような排気弁は、給蒸弁よりリボイラ側に配置されるが、給蒸弁に近接した位置に設けるのが好ましい。また、給蒸管内に蒸気が流れている際に、その蒸気の温度を低下させずに検知可能に設置するのが好ましい。
【００２４】
排気弁としては、典型的には温調トラップが用いられる。この温調トラップは、設置箇所の圧力下における飽和蒸気温度より所定温度低い温度で作動して、開口を閉じる構成である。本発明の場合、リボイラ起動時は大気圧下であり、その飽和蒸気温度は１００℃であるから、そこからたとえば数℃から十数℃の範囲で選択された所定温度だけ低い温度（たとえば９５℃）で、開口を閉鎖するよう作動する温調トラップが用いられる。この場合、給蒸管内に空気が残っている状態では、排気弁は開口しており、リボイラからの蒸気にて空気が外部へ押し出されて排出された後は、蒸気の温度に基づき閉鎖状態を維持する。このような温調トラップは、給蒸管の外周壁に直付けするなどして、給蒸管内を流れる蒸気の温度を低下させずに検出可能に設置するのが好ましい。この際、給蒸管の水平配管部の上周面に設置すれば、ドレンの排出を防止して、空気のみを排出させることができる。
【００２５】
但し、排気弁として、温調トラップに代えて、電磁弁などの開閉弁を、管内温度検出手段としての温度センサと共に用いてもよい。この場合、給蒸管の中途部には、前記給蒸弁と近接した位置に、短い分岐管を接続し、この分岐管に開閉弁を配置する。分岐管は、その先端が開口されており、開閉弁を開いた状態では、給蒸管の内外が連通される。そして、この開閉弁は、給蒸弁より上流側の給蒸管内に設けた温度センサの検出信号に基づき、開閉制御される。すなわち、設定温度未満の場合には、前記開閉弁を開口する一方、設定温度以上の場合には前記開閉弁を閉鎖する。
【００２６】
前記減圧手段は、処理槽内の気体（空気および／または蒸気）を外部へ吸引排出して、処理槽内を減圧する手段である。この減圧手段は、真空ポンプ、蒸気エゼクタまたは水エゼクタなどを備える。これらは、いずれか単独で用いてもよいし、複数個または複数種のものを組み合わせてもよい。このような減圧手段を作動させることで、処理槽の気体は排気管を介して外部へ吸引排出され、処理槽内の減圧が図られる。処理槽内の減圧の有無は、減圧手段の作動の有無を切り替えることでなされる。あるいは、排気管の中途に真空弁を設け、その開閉を操作してもよい。
【００２７】
減圧手段として蒸気エゼクタを用いる場合、排気管には蒸気エゼクタより下流側に、凝縮器としての熱交換器が通常備えられる。また、減圧手段として真空ポンプを用いる場合、排気管には真空ポンプより上流側に、凝縮器としての熱交換器を備えるのが望ましい。ここで、熱交換器は、排気管内の蒸気を冷却し凝縮させる凝縮器である。この冷却および凝縮作用をなすために、熱交換器には冷却用水が供給され、排気管の冷却が図られる。熱交換器の下流側に真空ポンプが配置される場合、排気管中の蒸気を予め熱交換器で凝縮させておくことで、その後の真空ポンプの負荷を軽減して、減圧能力を高めることができる。
【００２８】
前記復圧手段は、減圧手段により減圧された処理槽内へ外気を導入して、処理槽内を復圧する手段である。処理槽内への外気の導入は、衛生面を考慮して、フィルターを介して行うのが望ましい。フィルターを介した清浄空気は、給気管を介して、処理槽内へ供給される。給気管の中途に設けた給気弁を開閉することで、処理槽内への外気導入の有無が切り替えられる。
【００２９】
ところで、前記真空弁および／または前記給気弁は、開度調整可能に構成するのが好ましい。この場合、前記減圧手段による処理槽内の減圧、前記復圧手段による処理槽内の復圧について、その各能力が調整可能となる。これにより、減圧手段を一定能力で作動させた状態で、真空弁および／または給気弁の開度を調整して、処理槽内の圧力ひいては温度の調整が容易となる。但し、これに代えてまたはこれに加えて、処理槽内の減圧時に、エゼクタなどの減圧手段自体の減圧能力や作動の有無を制御して、処理槽内の圧力ひいては温度の調整を行うこともできる。
【００３０】
前記排出手段は、処理槽内の蒸気やその凝縮水を外部へ排出する手段である。この排出手段は、処理槽内から蒸気を排出する排蒸管と、スチームトラップを介して処理槽内の底部から凝縮水を排出する排水管とから構成される。ここで、前記排蒸管は、処理槽の底部に接続することで、蒸気に加えてその凝縮水も排出可能となる。処理槽からの排蒸管の中途には、電磁弁などから構成される排蒸弁が設けられる。また、処理槽からの排水管の中途には、電磁弁などから構成される排水弁が設けられる。この排蒸弁および／または排水弁を開閉することで、処理槽内からの蒸気および／または凝縮水の排出の有無が切り替えられる。但し、排蒸弁は開度調整可能に構成してもよく、その場合、排出手段による処理槽外への蒸気排出能力を調整できる。
【００３１】
上述した給蒸手段、減圧手段、復圧手段、および排出手段などは、制御手段に接続されて制御される。そして、予め設定されたプログラムに従い、所定の運転工程が順次に実行される。この際、処理槽内の圧力を検出する圧力センサからの検出圧力や、経過時間を利用して制御される。また、処理槽内の被加熱物の温度を検出する品温センサを設ける場合には、その品温センサからの検出温度も用いて制御される。
【００３２】
蒸気加熱装置の運転方法は、特に限定されるものではないが、典型的には空気排除工程の後、加熱工程がなされる。ここで、空気排除工程は、処理槽内に被加熱物を収容した状態で、処理槽内の空気を排出する工程である。具体的には、給蒸弁、給気弁、排蒸弁および排水弁を閉めた状態で、減圧手段を作動させて処理槽内の空気を外部へ吸引排出する。これにより、処理槽内の空気だけでなく、給蒸弁よりも下流側の給蒸管内に溜まっていた空気も排出される。
【００３３】
その後に実行される加熱工程では、給蒸手段により処理槽内へ蒸気を供給して、被加熱物の加熱が図られる。ここで、もしリボイラの起動時など、リボイラ内やそれに続く給蒸管内に空気が溜まっていても、その空気が処理槽内へ供給されないように制御される。すなわち、そのような状態では、上述したように、給蒸弁の直前に設けられた排気弁は開かれている。従って、その溜まっていた空気は、リボイラからの蒸気により排気弁から外部へ押し出され排出される。ところが、リボイラからの蒸気は、前記空気よりも高温であるため、空気排出後は排気弁の開口は閉じられる。そして、その後に給蒸弁を開くことで、処理槽内へ蒸気のみを供給することができる。
【００３４】
ところで、リボイラ内の蒸気圧を検出する蒸気圧検出手段の検出信号に基づき、ボイラからリボイラへの蒸気供給を制御することで、リボイラ内の蒸気圧を所望に維持することができる。そして、処理槽内への蒸気供給時には、前記蒸気圧検出手段の検出信号に基づき、リボイラ内の蒸気圧が所望になってから、給蒸弁を開いて処理槽内へ蒸気を供給することができる。リボイラ内の蒸気圧を高めるためには、排気弁を閉じる必要があるが、そのためには上述したように、リボイラや給蒸管内の空気が抜ける必要がある。従って、空気排除したリボイラ内で蒸気圧が高められることになり、リボイラの起動を所望どおり行うことができる。
【００３５】
加熱工程では、処理槽内へ供給する蒸気により、処理槽内の被加熱物の加熱が図られる。この際、処理槽内を大気圧として被加熱物を加熱してもよいし、処理槽内を大気圧より高圧としつつ被加熱物を加熱してもよいし、あるいは所望時に減圧手段を作動させることで大気圧より低圧としつつ被加熱物を加熱してもよい。また、加熱工程においては、処理槽内の圧力もしくは温度、または処理槽内の被加熱物の温度を、目標値に維持するよう制御する。この際、前記目標値は、複数段階に変化させてもよい。
【００３６】
そして、加熱工程後には、所望により、真空冷却工程を行ってもよい。この真空冷却工程は、給蒸弁、給気弁、排蒸弁および排水弁を閉じた状態で、減圧手段を作動させて、処理槽内を目標圧力まで減圧して、被加熱物の真空冷却が図られる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３８】
図１は、本発明の蒸気加熱装置の実施例１を示す概略構成図であり、飽和蒸気調理装置に適用した例を示している。この図に示すように、本実施例の飽和蒸気調理装置は、被加熱物としての被調理物（食材または食品）１が収容される中空構造の処理槽２と、この処理槽２内へ蒸気を供給する給蒸手段３と、処理槽２内の気体（空気および／または蒸気）を外部へ吸引排出して処理槽２内を減圧する減圧手段４と、減圧された処理槽２内へ外気を導入して復圧する復圧手段５と、処理槽２内の蒸気やその凝縮水を外部へ排出する排出手段６と、処理槽２内の圧力を計測する圧力センサ７と、この圧力センサ７の出力などに基づき前記各手段３，４，５，６を制御する制御手段８とを備える。
【００３９】
本実施例の処理槽２は、一側面へ開口して中空部を有する処理槽本体９と、この処理槽本体９の開口部を開閉する扉１０とを備えた金属製の缶体である。このような構成であるから、扉１０を閉じることで、処理槽本体９の中空部は密閉される。処理槽２内への被調理物１の収容は、処理槽２に出し入れされるワゴン（不図示）を介して行ってもよいし、図示例のように処理槽２内に棚板１１を設けることで対応してもよい。また、被調理物１は、適宜の容器１２に入れて、処理槽２内へ収容してもよい。
【００４０】
処理槽２内の圧力を検出するために、処理槽２には圧力センサ７が設けられる。但し、圧力センサ７に代えて、温度センサ（不図示）を用いてもよい。圧力と温度とを換算することで、いずれのセンサでも利用可能である。また、処理槽２内に収容される被調理物１の温度を検出するために、品温センサ（不図示）をさらに設けてもよい。
【００４１】
処理槽２内へ蒸気を供給するために、処理槽２には給蒸手段３が接続される。本実施例の給蒸手段３は、ボイラ（一次ボイラ）１３とリボイラ（二次ボイラ）１４とを備え、ボイラ１３からの蒸気を熱源として、リボイラ１４にて軟水を蒸気化し、そのようにして生成された清浄蒸気が処理槽２内へ供給される。通常、ボイラ１３による蒸気には、配管内の錆や、防錆剤などのボイラ水処理薬品が混入するおそれが残る。ところが、処理槽２内へ供給される蒸気は、直接に被調理物１に接触し得るものである。そこで、リボイラ１４にて軟水を蒸気化し、その清浄蒸気を処理槽２内へ供給する。
【００４２】
リボイラ１４は、ステンレス製の熱交換器であり、その缶体１５内に供給された軟水を、ボイラ１３からの蒸気で加熱して蒸気化する。ボイラ１３からの蒸気は、缶体１５内に配置された蒸気供給管１６内を通され、周囲に貯留された軟水を加熱する。この蒸気供給管１６内への蒸気供給の有無は、電磁弁から構成されるリボイラ弁１７を開閉することで制御される。また、蒸気供給管１６内へ供給された蒸気の凝縮水は、スチームトラップ１８を介して排出される。ところで、リボイラ１４の缶体１５内へは、給水ポンプ１９を介して軟水が供給可能とされ、その給水ポンプ１９を制御することで、缶体１５内の水位は自動調整される。
【００４３】
さらに、リボイラ１４には、制御圧力スイッチ２０と低圧圧力スイッチ２１とが設けられる。制御圧力スイッチ２０は、缶体１５内の蒸気圧を所望に維持するために、その上限値と下限値とを検知する。この制御圧力スイッチ２０の検出信号に基づき、前記リボイラ弁１７を開閉制御することで、リボイラ１４内は所望の蒸気圧に維持される。また、低圧圧力スイッチ２１は、缶体１５内の圧力が何らかの理由で所定値を下回った場合に、それに基づき異常を検知する。
【００４４】
リボイラ１４からの清浄蒸気は、給蒸管２２を介して処理槽２内へ供給される。本実施例では、給蒸管２２から処理槽２内への蒸気供給は、給蒸管２２の末端部に設けたノズル２３から蒸気を噴出させて行うが、このノズル２３は省略可能である。
【００４５】
給蒸管２２の中途には、給蒸弁２４が開閉可能に設けられる。この給蒸弁２４は、モータバルブや比例制御弁のように、開度調整可能な構成が好ましい。但し、処理槽２内への蒸気供給の有無を切り替え可能な構成であれば足り、開度調整が不能で開放または閉鎖のいずれかの状態を採る電磁弁により構成してもよい。いずれにしても、この給蒸弁２４を開閉操作することで、処理槽２内の圧力ひいては温度を調整することができる。また、処理槽２内の圧力調整は、給蒸弁２４だけでなく減圧手段４を制御することによっても行うことができる。
【００４６】
さらに、給蒸管２２には、給蒸弁２４よりも上流側（リボイラ１４側）で且つ給蒸弁２４に近接して、排気弁２５が設けられる。この排気弁２５は、給蒸管２２の外周壁を介して給蒸管２２の内外を連通するよう開口するが、リボイラ１４から蒸気が供給されると、その温度を検知して開口を閉じる構成である。
【００４７】
本実施例の排気弁２５は、温調トラップから構成される。使用される温調トラップ２５は、特に問わないが、本実施例では、たとえば株式会社ミヤワキ製のダイヤフラム式スチームトラップ、Ｄシリーズ「ＤＣ１−２１Ｈ」などが使用される。この温調トラップ２５は、設置箇所の圧力下における飽和蒸気温度より所定温度（たとえば５℃）低い温度で作動して、開口を閉じる構成である。
【００４８】
従って、リボイラ１４の起動時など、給蒸管２２内が空気で満たされていると、排気弁２５は開口して大気圧下にある。そのため、その飽和蒸気温度の１００℃から前記所定温度だけ低い温度（たとえば９５℃）まで、リボイラ１４からの蒸気で温められると、温調トラップ２５が作動してその開口が閉じられる。
【００４９】
温調トラップからなる排気弁２５は、給蒸管２２の水平配管部の上周面などに、直付けして設置される。これにより、給蒸管２２内に蒸気が流れている際に、その蒸気の温度を低下させることなく検知でき、しかもドレンの排出を防止して空気のみを排出させることができる。
【００５０】
処理槽２には、処理槽２内の空気や蒸気を外部へ吸引排出して、処理槽２内を減圧する減圧手段４が接続される。本実施例では、処理槽２からの排気管２６には、処理槽２の側から順に、真空弁２７、蒸気エゼクタ２８、熱交換器２９、逆止弁３０、および水封式真空ポンプ３１が接続される。真空弁２７は、電磁弁でもよいが、比例制御弁やモータバルブのように開度調整可能な構成が好ましい。
【００５１】
真空ポンプ３１には、封水給水弁３２を介して水が供給され、真空ポンプ３１からの排水は、排水口（不図示）へ排出される。この封水給水弁３２は、真空ポンプ３１に連動して開かれる。また、熱交換器２９にも、熱交給水弁３３を介して水が供給され、排水口へ排水される。熱交換器２９に冷却用水が供給されることで、排気管２６内の蒸気を冷却し凝縮させることができる。
【００５２】
処理槽２には、減圧手段４にて減圧された後、復圧するための復圧手段５が接続される。本実施例の復圧手段５は、処理槽２に接続された給気管３４が、逆止弁３５および除菌フィルター３６を介して外気と連通可能に設けられている。この給気管３４の中途には、給気弁３７が開閉可能に設けられており、この給気弁３７の開放により、処理槽２内は大気圧に開放可能とされる。
【００５３】
処理槽２には、処理槽２内の蒸気やその凝縮水を外部へ排出するための排出手段６が接続される。この排出手段６は、処理槽２内の蒸気や空気を外部へ排出するための排蒸手段３８と、処理槽２内に生じた凝縮水を外部へ排出するための排水手段３９とに分けられる。
【００５４】
排蒸手段３８は、排蒸管４０を介して処理槽２内の空気や蒸気を処理槽２外へ導出する手段である。排蒸管４０の中途には排蒸弁４１が設けられ、この排蒸弁４１も開度調整可能な構成が好ましい。図示例では、処理槽２の下部に排蒸管４０を接続しているが、これに代えてまたはこれに加えて、処理槽２の上部にも同様の排蒸管（不図示）を設けることができる。処理槽２の下部からの排蒸管４０は、処理槽２内の下部に溜まる凝縮水を外部へ排出するためにも利用できる。
【００５５】
一方、排水手段３９は、スチームトラップ４２を有する排水管４３からなり、この排水管４３を介して処理槽２内の底部に溜まる凝縮水は、処理槽２外へ排水可能とされる。そして、この排水管４３の中途には、電磁弁から構成される排水弁４４が設けられる。
【００５６】
前記給蒸手段３、前記減圧手段４、前記復圧手段５、前記排出手段６などは、制御手段８により制御される。この制御手段８は、それが把握する経過時間や前記圧力センサ７および各圧力スイッチ２０，２１からの検出信号などに基づいて、前記各手段３，４，５，６を制御する制御器４５である。具体的には、リボイラ弁１７、給水ポンプ１９、給蒸弁２４、真空弁２７、真空ポンプ３１、封水給水弁３２、熱交給水弁３３、給気弁３７、排蒸弁４１、排水弁４４、圧力センサ７および各圧力スイッチ２０，２１などは、制御器４５に接続される。
【００５７】
そして、制御器４５は、所定の手順（プログラム）に従い、処理槽２内の被調理物１の加熱調理を行う。加熱調理しようとする場合、まず被調理物１を処理槽２内に収容し、処理槽２の扉１０を閉じる。この初期状態では、給蒸弁２４、真空弁２７、封水給水弁３２、熱交給水弁３３は閉じられ、蒸気エゼクタ２８および真空ポンプ３１は作動を停止しており、給気弁３７、排蒸弁４１および排水弁４４は開かれている。そして、この状態から、典型的には、処理槽２内の空気を排除する空気排除工程、処理槽２内へ蒸気を供給して被調理物１の加熱調理を図る加熱工程、および処理槽２内を大気圧まで復圧する復圧工程、が順次に実行される。
【００５８】
空気排除工程では、制御器４５は、給蒸弁２４、給気弁３７、排蒸弁４１および排水弁４４を閉じた状態で、減圧手段４を作動させる。すなわち、封水給水弁３２を開いて真空ポンプ３１を作動させると共に、真空弁２７を開いて処理槽２内の空気を外部へ吸引排出する。ここで、処理槽２内を所定圧力まで減圧した後、蒸気エゼクタ２８を作動させてもよい。また、熱交給水弁３３を開くことで、熱交換器２９にて蒸気を凝縮させて、減圧能力を高めることができる。
【００５９】
このような処理槽２内からの空気排除は、圧力センサ７を利用することで、設定圧力まで行ってもよいし、あるいは設定時間だけ行うようにしてもよい。そして、制御器４５は、蒸気エゼクタ２８および真空ポンプ３１の作動を停止させると共に、封水給水弁３２、熱交給水弁３３、および真空弁２７を閉じて、空気排除工程を終了する。
【００６０】
次工程の加熱工程では、制御器４５は、給蒸弁２４を開いて処理槽２内へ蒸気を供給する。但し、リボイラ１４への初期給水時や、ボイラ１３からリボイラ１４への初期給蒸時など、リボイラ１４や給蒸管２２内に空気が溜まっている場合には、まずその空気が排気弁２５から外部へ排出された後、処理槽２内へ蒸気が供給される。
【００６１】
すなわち、リボイラ１４の起動時など、給蒸管２２内に空気が溜まっている状態では、まだ温度が上がっていないために、排気弁２５は開いた状態とされている。従って、給蒸管２２内などに溜まっていた空気は、リボイラ１４からの蒸気により排気弁２５から外部へ押し出され排出される。そして、空気が抜ければ温度が上がるため、その後の運転中は排気弁２５が閉まった状態に維持される。制御器４５は、排気弁２５から空気排除した後、給蒸弁２４を開くことで、処理槽２内への空気の流入を防止する。具体的には、次に述べるように、排気弁２５が閉じられた後、リボイラ１４内の蒸気圧が所望まで高められたことを確認後、給蒸弁２４を開いて処理槽２内へ蒸気供給する。
【００６２】
上述したように、リボイラ１４および給蒸管２２内の空気が排気弁２５から排出後、リボイラ１４からの蒸気の温度に基づき、排気弁２５が閉じられる。その状態で、制御器４５は、蒸気圧検出手段としての制御圧力スイッチ２０の検出信号を利用して、リボイラ弁１７の開閉を制御することで、リボイラ１４内の蒸気圧を所望に高めて維持する。リボイラ１４内の蒸気圧が所望にまで高められると、制御器４５は、制御圧力スイッチ２０からの検出信号に基づき給蒸弁２４の開放を可能とし、処理槽２内の被調理物１の加熱調理を開始する。
【００６３】
加熱工程では、真空弁２７、封水給水弁３２、熱交給水弁３３、給気弁３７、排蒸弁４１を閉じると共に、蒸気エゼクタ２８および真空ポンプ３１の作動を停止した状態で、給蒸弁２４を開いて処理槽２内へ蒸気供給する。この際、処理槽２内が大気圧を超える場合、排水弁４４を開くことで、処理槽２内の底部から凝縮水を外部へ排出する。
【００６４】
このようにして、処理槽２内が所望の設定圧力になるまで、給蒸手段３により処理槽２内へ蒸気供給する。そして、処理槽２内を設定圧力に保持するように、圧力センサ７の検出圧力に基づき給蒸手段３による処理槽２内への蒸気供給を調整して、処理槽２内の被調理物１の加熱調理が図られる。この加熱工程中、設定圧力を段階的に上下に変化させてもよい。
【００６５】
ところで、処理槽２内へ蒸気供給して行う被調理物１の加熱調理は、大気圧下で行う無圧蒸煮と、大気圧を超える圧力で行う加圧蒸煮と、所望時に減圧手段４を作動させて大気圧未満の圧力で行う減圧蒸煮とがある。
【００６６】
無圧蒸煮の場合、真空弁２７、封水給水弁３２、熱交給水弁３３、給気弁３７を閉じると共に、蒸気エゼクタ２８および真空ポンプ３１の作動を停止した状態で、給蒸弁２４、排蒸弁４１、排水弁４４を開いて、処理槽２内へ蒸気を供給し排出する。
【００６７】
加圧蒸煮の場合、真空弁２７、封水給水弁３２、熱交給水弁３３、給気弁３７、排蒸弁４１を閉じると共に、蒸気エゼクタ２８および真空ポンプ３１の作動を停止した状態で、給蒸弁２４、排水弁４４を開いて、処理槽２内へ蒸気を供給する。従って、加圧蒸煮の場合には、排水管４３から自動的に凝縮水が外部へ排出される。
【００６８】
減圧蒸煮の場合は、給気弁３７、排蒸弁４１、排水弁４４を閉じた状態で、給蒸弁２４を開いて、処理槽２内へ蒸気を供給する。この際、処理槽２内が設定上限圧力を超えると、減圧手段４を作動させて、設定下限圧力まで処理槽２内を減圧する。すなわち、真空弁２７、封水給水弁３２、熱交給水弁３３を開いた状態で、真空ポンプ３１（場合によりさらに蒸気エゼクタ２８）を作動させて、設定下限圧力まで処理槽２内を減圧し、設定下限圧力になると、これら各弁２７，３２，３３を閉じると共に真空ポンプ３１などの作動を停止する。
【００６９】
いずれの場合も、基本的には、蒸気供給による処理槽２内の加圧要因と、供給された蒸気の凝縮による処理槽２内の減圧要因とがバランスを保つように、給蒸弁２４の開閉を制御して、処理槽２内の圧力を目標値に維持して加熱調理がなされる。但し、減圧蒸煮の場合には、設定上限圧力を超えると、上述のとおり減圧手段４を作動させる場合がある。
【００７０】
このようにして、加熱工程では、処理槽２内へ蒸気が供給されることで、処理槽２内に収容された被調理物１を加熱調理することができる。この際、上述したように、処理槽２内へ供給される蒸気は、リボイラ１４にて軟水から生成された清浄蒸気である。従って、安全で安心の加熱調理を実現することができる。また、被調理物１の全周囲に清浄蒸気を行き渡らせることで、短時間で均一の加熱料理がなされる。
【００７１】
加熱工程では、処理槽２内への蒸気供給により処理槽２内の圧力を調整することで、処理槽２内の温度を調整することができる。本実施例では、たとえば６０℃から１３０℃の範囲にて、自由な温度に設定して加熱調理を可能としている。このようにして処理槽２の圧力を調整することで、飽和蒸気温度が調整される。
【００７２】
そして、加熱工程の終了後の復圧工程では、給蒸弁２４が閉じられる。そして、処理槽２内が大気圧を超える圧力であれば、排蒸弁４１を開いて、処理槽２内が大気圧になるまで、排水および排蒸がなされる。一方、処理槽２内が大気圧未満であれば、減圧手段４および排出手段６を作動させず、かつ、給蒸弁２４を閉じると共に給気弁３７を開いて、処理槽２内を大気圧まで復圧する。その後、処理槽２の扉１０を開いて、処理槽２内から被調理物１を取り出して、一連の処理を完了する。
【００７３】
本発明の蒸気加熱装置は、前記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、前記実施例では、飽和蒸気調理装置に適用した例を示したが、手術用メスなどを蒸気加熱により滅菌するための蒸気滅菌装置などにも、同様に適用可能である。あるいは、前記加熱工程後に、処理槽２内を減圧手段４により減圧して、被調理物１の真空冷却を図る蒸煮冷却機とすることもできる。
【００７４】
また、前記実施例では、ボイラ１３からの蒸気を用いてリボイラ１４にて軟水を蒸気化する構成としたが、リボイラ１４を用いずにボイラ１３からの蒸気を直接に処理槽２内へ供給する際にも、同様に適用可能である。さらに、前記実施例では、減圧手段４として、蒸気エゼクタ２８と熱交換器２９と水封式真空ポンプ３１とを用いたが、これらは一例であり適宜変更可能である。たとえば、蒸気エゼクタ２８は省略してもよい。
【００７５】
さらに、前記実施例では、排気弁として温調トラップ２５を用いたが、温調トラップ２５に代えて、温度センサ４６と開閉弁４７の組合せを用いてもよい。この場合、図２に示すように、給蒸管２２の中途部には、給蒸弁２４と近接した位置に、短い分岐管４８を接続し、この分岐管４８に排気弁として電磁弁などからなる開閉弁４７を配置する。従って、開閉弁４７を開いた状態では、給蒸管２２の内外が連通される。そして、この開閉弁４７は、給蒸弁２４より上流側の給蒸管２２内に設けた温度センサ４６の検出信号に基づき、開閉制御される。すなわち、設定温度未満の場合には、前記開閉弁４７を開口する一方、設定温度以上の場合には前記開閉弁４７を閉鎖する。ところで、図２では、給蒸管２２の中途部のみを示したが、その他の構成は図１と同様である。この構成の場合も、開閉弁４７からなる排気弁４７により、リボイラ１４や給蒸管２２内の空気を排除した後、処理槽２内へ蒸気のみを供給可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の蒸気加熱装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の蒸気加熱装置における排気弁の変形例を示す図であり、給蒸管の部分のみを示している。
【符号の説明】
【００７７】
１  被調理物（被加熱物）
２  処理槽
４  減圧手段
８  制御手段
１３  ボイラ
１４  リボイラ（蒸気発生装置）
２０  制御圧力スイッチ（蒸気圧検出手段）
２２  給蒸管
２４  給蒸弁
２５  温調トラップ（排気弁）
４６  温度センサ（管内温度検出手段）
４７  開閉弁（排気弁）
【図１】
2007268017.tif 000003
【図２】
2007268017.tif 000004