| 【発明の名称】 |
加熱装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】星野 弘
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| 【要約】 |
【課題】飲食物を筒体内に流しながらジュール熱により加熱する際に飲食物が接触する筒体の内周面にスケールが付着しないようにする。
【解決手段】加熱装置はジョイント部材２１，２２により回転自在に支持された加熱筒体２０を有し、この加熱筒体２０は電動モータによって回転駆動される。加熱筒体２０には流路３１が形成されるとともに電極４１ａ〜４１ｆが設けられており、電極４１ｂ〜４１ｅには電力供給部４５から電力が供給され、流路３１内を流れる流動性を有する飲食物はジュール熱により加熱される。流路３１内を流れる飲食物に電極から通電して加熱する際には、加熱筒体２０が回転駆動されて加熱筒体２０の内周面に飲食物のスケールが付着することを防止できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 流動性を有する飲食物を被加熱物としてジュール熱により加熱する加熱装置であって、前記被加熱物を案内する流路が形成され、両端がそれぞれジョイント部材により回転自在に支持される加熱筒体と、前記加熱筒体を回転駆動する駆動手段と、前記流路に露出して前記加熱筒体に軸方向に離れて対をなして設けられる電極対と、前記電極対に電力を供給する電力供給部とを有し、前記流路内を流れる前記被加熱物に通電して加熱するとともに、加熱時に前記加熱筒体を回転駆動することにより前記加熱筒体の内周面に前記被加熱物が付着しないようにしたことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】 流動性を有する飲食物を被加熱物としてジュール熱により加熱する加熱装置であって、前記被加熱物を案内する流路が形成され、両端がそれぞれジョイント部材により支持された加熱筒体と、前記ジョイント部材により支持され、前記加熱筒体内の前記流路内に配置された棒状電極と、前記加熱筒体と前記加熱筒体の少なくともいずれか一方を回転駆動する駆動手段と、前記加熱筒体に前記流路に露出して設けられる外側電極と、前記棒状電極と前記外側電極とに電力を供給する電力供給部とを有し、前記流路内を流れる前記被加熱物に通電して加熱するとともに、加熱時に前記加熱筒体と前記棒状電極との相対回転により前記棒状電極と前記加熱筒体の内周面の少なくとも一方に前記被加熱物が付着しないようにしたことを特徴とする加熱装置。
【請求項３】 請求項１または２記載の加熱装置において、前記加熱筒体に冷却液が循環する冷却液ジャケットを設け、前記冷却液ジャケット内を流れる前記冷却液により前記電極対を冷却することを特徴とする加熱装置。
【請求項４】 請求項１、２または３のいずれか１項に記載の加熱装置において、前記棒状電極を内部に冷却液循環路を有する中空パイプにより形成し、前記冷却液循環路内を流れる冷却液により前記棒状電極を冷却することを特徴とする加熱装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流動性を有する飲食物を加熱する加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ジュース、牛乳、スープなどのような液状の飲食物、練り製品を製造するための魚肉ペーストなどのペースト食品、さらにビーフシチューなどのように野菜や肉片などの固形物を含む液状ないし半固形状の食品のように流動性を有する飲食物は、調理したり殺菌のために加熱される。このような飲食物を効率的に加熱するために、飲食物に電流を流すことより飲食物自体にジュール熱を発生させて飲食物を加熱する技術が開発されている。たとえば、特許第2821087号公報は、環状の電極と絶縁性の筒体とを交互に組み合わせて形成された管路を有する加熱装置を開示しており、対となる電極に電力を供給し、管路内を流れる飲食物にジュール熱を発生させることにより飲食物を加熱している。また、断面四角形の絶縁性材料からなる筒体の内周面に相互に対向して板状の電極を設け、対となる電極に電力を供給することによって電極に沿って筒体の中を流れる飲食物にジュール熱を発生させて飲食物を加熱するようにした加熱装置が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、筒体内に流動性を有する飲食物を流しながらジュール熱により飲食物を加熱する場合には、飲食物が管路内で攪拌されて全体的に均一に加熱されるようにすることが望ましいとともに、飲食物を案内する筒体の内壁面に飲食物内の成分からなるスケールが付着しないようにすることが望ましい。特に、牛乳などのように油脂分を有する飲食物は筒体の内周面にスケールが付着する傾向が高い。内壁面にスケールつまり付着物が発生すると、加熱効率が低下し、飲食物全体を均一に加熱することができなくなるだけでなく、付着物は過加熱されて飲食物の加熱品質を低下させることになる。このため、従来では、頻繁に筒体の内周面を洗浄する必要がある。
【０００４】本発明の目的は、飲食物を筒体内に流しながらジュール熱により加熱する際に飲食物が接触する筒体の内周面にスケールが付着しないようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の加熱装置は、流動性を有する飲食物を被加熱物としてジュール熱により加熱する加熱装置であって、前記被加熱物を案内する流路が形成され、両端がそれぞれジョイント部材により回転自在に支持される加熱筒体と、前記加熱筒体を回転駆動する駆動手段と、前記流路に露出して前記回転体に軸方向に離れて対をなして設けられる電極対と、前記電極対に電力を供給する電力供給部とを有し、前記流路内を流れる前記被加熱物に通電して加熱するとともに、加熱時に前記加熱筒体を回転駆動することにより前記加熱筒体の内周面に前記被加熱物が付着しないようにしたことを特徴とする。
【０００６】本発明の加熱装置は、流動性を有する飲食物を被加熱物としてジュール熱により加熱する加熱装置であって、前記被加熱物を案内する流路が形成され、両端がそれぞれジョイント部材により支持された加熱筒体と、前記ジョイント部材により支持され、前記加熱筒体内の前記流路内に配置された棒状電極と、前記加熱筒体と前記加熱筒体の少なくともいずれか一方を回転駆動する駆動手段と、前記加熱筒体に前記流路に露出して設けられる外側電極と、前記棒状電極と前記外側電極とに電力を供給する電力供給部とを有し、前記流路内を流れる前記被加熱物に通電して加熱するとともに、加熱時に前記加熱筒体と前記棒状電極との相対回転により前記棒状電極と前記加熱筒体の内周面の少なくとも一方に前記被加熱物が付着しないようにしたことを特徴とする。
【０００７】本発明の加熱装置は、前記加熱筒体に冷却液が循環する冷却液ジャケットを設け、前記冷却液ジャケット内を流れる冷却液により前記電極対を冷却することを特徴とする。また、本発明の加熱装置は、前記棒状電極を内部に冷却液循環路を有する中空パイプにより形成し、前記冷却液循環路内を流れる冷却液により前記棒状電極を冷却することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】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。
【０００９】図1は本発明の一実施の形態である加熱装置の全体を示す概略図であり、流動性を有する飲食物は、加熱処理がなされる前に供給側の容器としてのホッパー１１内に収容される。ホッパー１１内の飲食物は管路１２を介して加熱装置１３に案内され、この加熱装置１３によってジュール加熱される。加熱された飲食物は管路１４によって冷却装置１５に送られて冷却された後に、排出側の容器としてのホッパー１６内に案内される。このように、供給側のホッパー１１内の飲食物は、管路１２に設けられたポンプ１７により加熱装置１３に供給されるようになっている。ただし、ホッパー１１に加圧気体を供給することにより、その圧力によりホッパー１１内の飲食物を加熱装置１３に供給するようにしても良い。
【００１０】加熱装置１３は加熱筒体２０を有し、その一端部が第１のジョイント部材２１により回転自在に支持され、他端部が第２のジョイント部材２２により回転自在に支持されており、それぞれのジョイント部材２１，２２はそれぞれ支持台に取り付けられた台座２３，２４に固定されている。加熱筒体２０にはタイミングプーリ２５が設けられ、電動モータ２６のシャフトに取り付けられたタイミングプーリ２７とタイミングプーリ２５にはタイミングベルト２８が掛け渡されている。したがって、駆動手段としての電動モータ２６により、加熱筒体２０は両端のジョイント部材２１，２２に支持されて矢印で示すように回転駆動される。図１に示す場合には、電動モータ２６の回転を加熱筒体２０に対してタイミングベルト２８を介して伝達するようにしているが、チェーンにより伝達するようにしても良く、歯車を介して伝達するようにしても良い。また、図１に示す加熱筒体２０は垂直方向を向いて設置されているが、傾斜させて設置するようにしても良く、水平方向を向いて設置するようにしても良い。さらに、図１に示す加熱装置１３を複数台設置して加熱装置を構成するようにしても良く、その場合には１つの電動モータ２６により同期してそれぞれの加熱筒体２０を回転駆動することができる。
【００１１】図２は加熱筒体２０を拡大して示す断面図であり、図３は図２におけるＡ−Ａ線に沿う横断面図である。この加熱筒体２０は硬質合成樹脂などの絶縁材料により形成された円筒体３０を有し、この内部には飲食物を案内する流路３１が形成されている。円筒体３０の一端部はジョイント部材２１に対して軸受３２を介して回転自在に支持され、他端部はジョイント部材２２に対して軸受３３を介して回転自在に支持されている。ジョイント部材２１に形成された流入側開口部３４と流路３１との間をシールするためにシール部材３５がジョイント部材２１に設けられ、ジョイント部材２２に形成された流出側開口部３６と流路３１との間をシールするためにシール部材３７がジョイント部材２２に設けられている。流入側開口部３４には図１に示す管路１２が接続され、流出側開口部３６には管路１４が接続されることになり、加熱処理前の飲食物は流入側開口部３４から円筒体３０内に流入し、加熱された後には流出側開口部３６から流出する。
【００１２】円筒体３０の内周面には軸方向に所定の間隔を隔てて環状溝が形成され、それぞれの環状溝にはチタンなどの導電性材料からなる環状の電極４１ａ〜４１ｆが取り付けられており、それぞれの電極４１ａ〜４１ｆの内周面は円筒筒体３０の内周面とほぼ同一面となって流路３１に露出している。これらの電極のうち円筒体３０の両端部に位置する電極４１ａ，４１ｆはアース用の電極となり、これらの間の４つの電極４１ｂ〜４１ｅが通電用の電極となっており、通電用の電極は隣り合う２つの電極により電極対が形成されている。
【００１３】それぞれの電極４１ａ〜４１ｆに対応させて円筒体３０の外周面には導通リング４２ａ〜４２ｆが取り付けられ、それぞれの導通リングは対応する電極に電気的に接続されている。２つの台座２３，２４の間に固定された支持棒４３には、それぞれの導通リング４２ａ〜４２ｆに対応させて通電ブラシ４４ａ〜４４ｆが絶縁部材を介して取り付けられており、それぞれの通電ブラシ４４ａ〜４４ｆは対応する導通リング４２ａ〜４２ｆに接触するようになっている。支持棒４３は台座２３，２４を連結するようにしており、支持棒４３を複数本設けるようにして少なくとも１本の支持棒４３に通電ブラシ４４ａ〜４４ｆを取り付けるようにしても良い。
【００１４】アース用の電極４１ａ，４１ｆに導通リング４２ａ，４２ｆを介して電気的に接続される通電ブラシ４４ａ，４４ｆはアース端子に接続されている。相互に隣り合って電極対をなす電極４１ｂ〜４１ｅに対して電力を供給するために、通電ブラシ４４ｂ〜４４ｅは電力供給部４５に接続されており、この電力供給部４５は高周波電源または商用交流電源により形成されている。図２に示す加熱筒体２０には通電加熱用に４つの電極４１ｂ〜４１ｅが設けられているが、この電極の数は任意の数に設定することができる。また、それぞれの通電ブラシ４４ａ〜４４ｆは、支持棒４３に対して電極４１ａ〜４１ｆに対応した間隔で取り付けられているが、支持棒４３の一部に集中してそれぞれの通電ブラシ４４ａ〜４４ｆを取り付けるようにしても良く、その場合には、通電ブラシ４４ａ〜４４ｆに対応して設けられた導通リング４２ａ〜４２ｆに対してはケーブルを介してそれぞれの電極４１ａ〜４１ｆを電気的に接続することになる。
【００１５】図２に示す加熱装置にあっては、円筒体３０の内周面に環状の凹部を形成し、その内部に環状の電極４１ａ〜４１ｆを組み込むようにしているが、前述した公報に示されるように、絶縁性の筒体と環状あるいは筒状の電極とを軸方向に接続して円筒体３０を形成するようにしても良い。その場合には、絶縁性の筒体と電極のそれぞれの端部にフランジ部を設け、フランジ部でそれぞれを締結して円筒体を形成するようにしたり、補強用の筒体を円筒体の外側に取り付けることにより、加熱筒体の強度を高めることが好ましい。
【００１６】上述した加熱装置を用いて飲食物を加熱する際には、加熱筒体２０の中の流路３１に飲食物を流しながら、電力供給部４５から電力を供給して飲食物を通電するとともに、電動モータ２６により加熱筒体２０を回転させる。流路３１内を流れる飲食物は流路３１内を真っ直ぐに流れる慣性力を有しており、加熱筒体２０を回転駆動すると、加熱筒体２０の内周面は、これに接触する飲食物に対して円周方向にずれることになる。これにより、飲食物は攪拌されて全体的に均一の温度に加熱されるとともに、加熱筒体２０の内周面には飲食物の成分からなるスケールが付着することを阻止できる。したがって、飲食物の加熱処理を継続的に行う時間を大幅に長くすることができ、加熱筒体２０を取り外して内周面を洗浄する洗浄作業の頻度を大幅に低減させることができる。加熱筒体の回転運動は、連続的に一方向に回転させるようにしても良く、所定の角度ないし回転数だけ一方向に回転させた後に、反対方向に所定の角度ないし回転数だけ回転させるように加熱筒体２０を往復回転運動させるようにしても良い。
【００１７】図４は本発明の他の実施の形態である加熱装置を示す断面図であり、図５は図４におけるＢ−Ｂ線に沿う横断面図である。図４は図２と同様の部分を示しており、図４においては、図２に示された部材と共通する部材に同一の符号が付されている。この加熱装置にあっては、加熱筒体２０の内部にはこれの中心軸に位置させて棒状電極５１が加熱筒体２０の中を伸びるように配置されており、この棒状電極５１は全体がチタンなどの導電性材料により形成され、その両端部はジョイント部材２１，２２に固定支持されている。
【００１８】一方、加熱筒体２０は絶縁材料からなる円筒体３０と、この内部に組み込まれた円筒形状の外側電極５２とを有している。図５に示すように、棒状電極５１と外側電極５２は電力供給部４５に電気的に接続されている。このように、円筒体３０の中心部に配置された棒状電極５１と、円筒体３０の内周面に露出して設けられた外側電極５２とを有する場合には、これらに電力を供給することによって、流路３１内を流れる飲食物には両方の電極５１，５２の間を径方向に流れる電流により飲食物はジュール加熱される。そして、この加熱時に前述したように、加熱筒体２０を電動モータ２６により回転駆動することによって、加熱筒体２０の内壁面にはスケールが付着することを防止できる。なお、このタイプの加熱装置にあっても、アース用の電極を設けるようにしても良い。
【００１９】図６は本発明の他の実施の形態である加熱装置における図４と同様の部分を示す縦断面図であり、この加熱装置は、加熱筒体２０がジョイント部材２１，２２により固定されているのに対して、棒状電極５１がその両端部でジョイント部材２１，２２により回転自在に支持されている。ジョイント部材２２が取り付けられた台座２４には棒状電極５１の駆動手段として電動モータ５３が取り付けられ、この電動モータ５３によって棒状電極５１は回転駆動されるようになっている。このように、棒状電極５１を回転駆動すると、棒状電極５１の外周面に飲食物のスケールが付着することを防止できる。
【００２０】棒状電極５１には攪拌羽根５４が設けられており、棒状電極５１を回転駆動すると、流路３１内を流れる飲食物は攪拌羽根５４により攪拌されて加熱筒体２０の内周面にスケールが付着することを防止できるとともに、加熱温度を均一に保持することができる。
【００２１】棒状電極５１は内部に冷却液循環路５５を有する中空パイプにより形成されており、ジョイント部２１に設けられた台座２３には棒状電極５１の冷却液循環路５５の一端部に連通する冷却液連通部５６が設けられている。また、ジョイント部２４に設けられた台座２４には棒状電極５１の端部に形成された連通孔５７を介して冷却液連通部５６に連通する冷却液連通部５８が形成されている。それぞれの冷却液連通部５８には冷却液案内パイブ６１，６２が接続され、それぞれの冷却液案内パイプ６１，６２は水槽６３に接続されている。一方の冷却液案内パイプ６２にはポンプ６４が設けられ、このポンプ６４によって水槽６３内の冷却液が棒状電極５１の内部の冷却液循環路５５内に供給されるようになっている。
【００２２】一方、加熱筒体２０には冷却液が循環する冷却液ジャケット７１が形成されており、この冷却液ジャケット７１にも水槽６３内の冷却液が図示しない流路を介して循環供給されるようになっている。このように、棒状電極５１と加熱筒体２０を冷却すると、棒状電極５１および外側電極５２に飲食物のスケールが付着することを防止できる。なお、この加熱筒体２０は回転しないので、外側電極５２は支持棒４３に設けられた接続端子４６が固定されている。
【００２３】図７は本発明の他の実施の形態である加熱装置における図４と同様の部分を示す縦断面図であり、この場合には、図４に示す場合と同様に、棒状電極５１は固定され、加熱筒体２０は電動モータ２６により回転駆動されるようになっている。さらに、図６に示す場合と同様に棒状電極５１には冷却液循環路５５が形成され、加熱筒体２０には冷却ジャケット７１が形成されており、棒状電極５１および加熱筒体２０はそれぞれ冷却液により冷却されるようになっている。
【００２４】図８は本発明の他の実施の形態である加熱装置における図４と同様の部分を示す縦断面図であり、この場合には棒状電極５１と加熱筒体２０の両方が回転自在となっている。それぞれの回転方向は相互に同一の方向でも良く、相互に逆の方向でも良い。また、棒状電極５１には図６および図７に示すように、冷却液循環路５５が形成され、加熱筒体２０には冷却液ジャケット７１が形成されている。図８に示すように、棒状電極５１を回転させる場合には、図６に示す場合と同様に、攪拌羽根５４を棒状電極５１に設けるようにしても良い。
【００２５】図９〜図１５は、前述したように、棒状電極５１と外側電極５２とを有するタイプの加熱装置の変形例である。これらの図に示す加熱装置にあっては、棒状電極５１と加熱筒体２０との少なくともいずれか一方が回転駆動されることになるが、その説明は省略する。
【００２６】図９に示す加熱装置は、全体的に導電性材料からなる棒状電極５１を有し、加熱筒体２０は円筒形状の外側電極５２と、その両側に設けられる絶縁材料からなる円筒体３０ａ，３０ｂとを締結することにより形成されている。外側電極５２とそれぞれの円筒体３０ａ，３０ｂは、それぞれに設けられたフランジ部に図示しないボルトを取り付けることにより締結されている。
【００２７】一方、図１０に示す加熱装置は、加熱筒体２０の構造が図９に示す場合と同様であるのに対して、棒状電極５１は絶縁性材料からなる棒材５１ａとその外側に所定の長さとなって取り付けられた円筒形状の電極部材５１ｂとにより形成されている。
【００２８】さらに、図１１に示す加熱装置は、加熱筒体２０の構造が図９に示す場合と同様であるのに対して、棒状電極５１は絶縁性材料からなる棒材５１ａと、その外側に所定の長さとなって取り付けられた複数の円筒形状の電極部材５１ｂとにより形成されている。
【００２９】図１２に示す加熱装置は、棒状電極５１の構造が図１１に示す場合と同様であるのに対して、加熱筒体２０は絶縁材料からなる円筒体３０と、この内周面に電極部材５１ｂに対応させて取り付けられた複数の円筒形状の外側電極５２とにより形成されている。
【００３０】図１３に示す加熱装置は、加熱筒体２０の構造が図９〜図１１に示す場合と同様であるのに対して、棒状電極５１は導電性材料からなる。そして、棒状電極５１の表面には所定の間隔毎に凹部が形成され、それぞれ凹部には絶縁材料からなる被覆材５１ｃが取り付けられている。したがって、棒状電極５１は被覆材５１ｃにより覆われていない部分で外側電極５２との間で電流が流れることになる。
【００３１】一方、図１４に示す加熱装置は、棒状電極５１の構造が図１３に示す場合と同様であるのに対して、加熱筒体２０は絶縁材料からなる円筒体３０と、この内周面に軸方向に所定の間隔毎に取り付けられた外側電極５２とを有し、外側電極５２は棒状電極５１のうち被覆材５１ｃにより覆われていない露出部分に対応させて円筒体３０に取り付けられている。
【００３２】図１５に示す加熱装置は、前述したそれぞれの外側電極が円周方向に連なった円筒形状ないしリング形状となっているのに対して、円周方向に所定の角度となった円弧状の外側電極５２を有している。図１５に示すように、加熱筒体２０は絶縁材料からなる円筒体３０を有し、その内周面には円周方向に１８０度以下の角度を有する円弧状の外側電極５２が棒状電極５１を挟むようにして相互に対向して取り付けられている。
【００３３】図４〜図１５に示すように、加熱筒体２０の内部に棒状電極５１を設け、加熱筒体２０に設けられた外側電極５２との間で電流を流すようにする場合には、棒状電極５１と外側電極５２の形状や構造を種々に変形させることができる。また、図９〜図１５に示すタイプの加熱装置にあっても、棒状電極５１の内部に冷却液循環路５５を形成したり、加熱筒体２０に冷却液ジャケット７１を形成するようにしても良い。
【００３４】本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、加熱筒体に形成された流路に飲食物を案内しながら飲食物に通電してジュール熱により飲食物を加熱する際に、加熱筒体を回転させるようにしたので、飲食物を攪拌することができるとともに、流路内を流れる飲食物が発熱しても加熱筒体の内周面に飲食物のスケールが付着することを防止できる。また、加熱筒体とこの内部に配置された棒状電極のいずれか一方を回転させることにより、飲食物を攪拌することができるとともに、棒状電極や加熱筒体の内周面にスケールが付着することを防止できる。これにより、加熱筒体の内周面や棒状電極を頻繁に洗浄する必要がなくなり、飲食物の稼働効率を向上させることができる。また、加熱筒体や棒状電極の回転によって流路を流れる飲食物を攪拌することができ、均一な加熱を行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１３６６４２
【氏名又は名称】株式会社フロンティアエンジニアリング
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| 【出願日】 |
平成１３年３月１３日（２００１．３．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８０００１
【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 大和 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２６２９９８（Ｐ２００２−２６２９９８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年９月１７日（２００２．９．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−６９９２８（Ｐ２００１−６９９２８） |
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