JP2003053175A

JP2003053175A - 加圧加熱装置

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Publication number: JP2003053175A
Application number: JP2001249086A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Takano; 源晴高野
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Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
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Abstract

(57)【要約】【課題】過剰な蒸気を使用することなく圧力容器内の
コールドスポットの発生を確実に防止し、加圧加熱に必
要とされる所要時間も短縮することのできる加圧加熱装
置を提供すること。【解決手段】圧力容器２の上部に設けられた上部側開
口部８と圧力容器２の下部に設けられた下部側開口部９
とを連絡する循環パイプ１０を圧力容器２の外側に配備
し、循環パイプ１０の経路上にターボブロワー１１を設
けて蒸気供給管１２を接続することにより、圧力容器２
内の空気と循環パイプ１０に供給される蒸気を強力に攪
拌して温度分布および蒸気密度を均一化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レトルトパウチも
しくはオートクレーブされた食品や医薬品、あるいは、
缶詰等の物品の殺菌に用いて好適な、加圧加熱装置の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】殺菌等の目的に利用される加熱装置とし
ては、既に、熱湯循環式の殺菌装置や熱水シャワー式の
殺菌装置が公知であるが、いずれも、殺菌に必要とされ
る熱湯や熱水を得るために大量の熱量を必要とし、エネ
ルギー効率の点で問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解消
するための装置として、加圧条件下で蒸気を利用して加
熱殺菌を行う蒸気式の加圧加熱装置が幾つか提案されて
いるが、いずれのものも、圧力容器内の蒸気の分布が不
安定となってコールドスポットが発生し、殺菌の対象と
なる物品が均一に加熱されないといった欠点がある。

【０００４】また、加圧加熱による殺菌処理が終了した
後、冷却水を散布して圧力容器内の物品を常温に戻す際
に、圧力容器内の蒸気が急激に冷却されて凝結するた
め、圧力容器内の気圧が劇的に減少してレトルトパウチ
やオートクレーブの外皮に破裂等の損傷が発生するとい
った問題が指摘されていた。

【０００５】更に、この種の加圧加熱装置では、圧力容
器内の蒸気の分布を安定化させる必要上、殺菌処理の開
始段階で、エアブローの工程、つまり、圧力容器から空
気を追い出して蒸気を分散させる作業が必要となるが、
このエアブローの工程で大量の蒸気を圧力容器内に供給
する必要があり、しかも、この蒸気が物品の加熱に十分
に役立てられないため、熱エネルギーが無駄に浪費さ
れ、また、加圧加熱に必要とされる全体的な所要時間も
増長されるといった欠点がある。一般に、エアブローに
必要とされる所要時間は１０分〜２０分程度であり、こ
の工程で必要とされる蒸気の容量は、加圧加熱殺菌を含
めた全工程で使用される蒸気の容量の凡そ５割程度にも
なる。

【０００６】蒸気式の加圧加熱装置において圧力容器内
の蒸気の分布を安定化させるための技術としては、例え
ば、圧力容器内の対向する側壁の内側に多数のファンを
水平に千鳥足状に配置したもの（特開平２−１０７１７
３号）、あるいは、圧力容器の長手方向に沿って圧力容
器内にダクト状の強制送風通路を形成し、この強制送風
通路の一端に配備したファンを駆動することによって圧
力容器内の蒸気と空気を強制攪拌するようにしたもの
（実開昭５７−３７８０７号）が既に提案されている
が、いずれのものも、ファンの有する攪拌能力が必ずし
も十分ではなく、コールドスポットの発生を防止する必
要上、殺菌対象となるレトルトパウチやオートクレーブ
もしくは缶詰等を間隔を空けて並べる必要があり、殺菌
対象物の収納効率が悪くなるといった問題があった。

【０００７】

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、前記従来技術
の欠点を解消し、過剰な蒸気を使用することなく圧力容
器内のコールドスポットの発生を確実に防止し、同時
に、加圧加熱に必要とされる所要時間も短縮することの
できる加圧加熱装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、潜熱を有する
蒸気を圧力容器内に充満して物品を加圧および加熱する
加圧加熱装置であり、前記目的を達成するため、特に、
圧力容器の上部に設けられた上部側開口部と圧力容器の
下部に設けられた下部側開口部とを連絡する循環パイプ
を圧力容器の外側に配備し、循環パイプの経路上に、圧
力容器内の流体と循環パイプ内の流体を循環パイプの経
路に沿って上部側開口部から下部側開口部に向けて循環
させるターボブロワーを設けると共に、この循環パイプ
の経路上に、開閉バルブを備えた蒸気供給管を接続した
ことを特徴とする構成を有する。

【０００９】蒸気供給管から送出される蒸気（流体）が
開閉バルブを介して循環パイプに導かれる。そして、タ
ーボブロワーを駆動させると、圧力容器内の空気（流
体）が圧力容器の上部側開口部から吸引されて循環パイ
プ内の蒸気と強力に攪拌され、温度分布および蒸気密度
が均一化された状態で圧力容器の下部側開口部から圧力
容器の内部に送出される。特に、蒸気の導入を開始した
初期の段階では、相対的に温度の高い流体（蒸気および
空気）が圧力容器内の上部に、また、相対的に温度の低
い流体が圧力容器内の下部に滞留することになるが、循
環パイプとターボブロワーからなる循環機構によって圧
力容器の上部側の温度の高い流体、つまり、過熱殺菌の
ための熱を消費していない温度の高い流体が圧力容器の
下部側に強制的に移送されることになるので、温度分布
および蒸気密度の均一化を極めて短時間で行うことが可
能である。このようにして、部分的な空気の断層である
コールドスポットの発生が防止され、圧力容器内の雰囲
気が確実に均一化されるので、長い時間を掛けて圧力容
器内の空気を追い出すエアブローの工程は実質的に不要
となる。従って、蒸気の投入を開始した初期段階から物
品の加圧加熱を開始することができるようになり、エア
ブローの工程での過剰な蒸気の投入による無駄なエネル
ギー消費が防止され、同時に、物品の殺菌に必要とされ
る加圧加熱時間を短縮することができるようになる。

【００１０】また、圧力容器の内部に、多数のスリット
もしくは孔を穿設した仕切板を設け、仕切板と圧力容器
の底部との間に拡散チャンバを形成し、下部側開口部か
ら送出される流体を拡散チャンバを介して圧力容器の内
部に導入するようにしてもよい。

【００１１】このような構成を適用すれば、圧力容器の
底部から温度の高い流体を均一に噴出させることができ
るので、圧力容器内における温度分布および蒸気密度の
均一化を更に高い次元で達成することが可能となる。

【００１２】更に、物品を冷却する処理を加圧容器内で
実施する場合においては、開閉バルブを備えた加圧空気
供給管を圧力容器に接続すると共に、冷却水を散布する
冷却水散布手段を圧力容器内に設け、加圧加熱装置の構
成要素の１つとして、シーケンス制御手段を併設するよ
うにする。このシーケンス制御手段は、蒸気供給管の開
閉バルブを開いてターボブロワーを所定時間駆動した
後、蒸気供給管の開閉バルブを閉鎖して加圧空気供給管
の開閉バルブを開いた状態で冷却水散布手段の作動を開
始させる機能を有する。

【００１３】このような構成を適用すれば、加圧加熱処
理の終了後に加圧空気供給管の開閉バルブが自動的に開
かれて加圧容器内の気圧が加圧加熱処理の時点よりも高
められる。冷却水散布手段による冷却水の散布は、加圧
容器の内圧を高めた状態で開始されるので、冷却水の散
布によって加圧容器内の蒸気が急激に冷却されて凝結し
ても圧力容器内の気圧が沸点時の気圧よりも低くなるこ
とはなく、レトルトパウチやオートクレーブの外皮に破
裂等の損傷が発生するといった事故は未然に防止され
る。

【００１４】更に、ターボブロワーを上部側開口部の近
傍に設置し、蒸気供給管は、ターボブロワーと上部側開
口部との間で循環パイプに接続する。また、蒸気供給管
の開閉バルブから循環パイプとの接続部に至る区間を加
圧空気供給管の一部として共用し、加圧空気供給管の開
閉バルブを当該共用部よりも上流側に配備することが望
ましい。

【００１５】このように、ターボブロワーを上部側開口
部の近傍に設置することで、循環パイプ内に侵入した水
からターボブロワーを保護することができる。また、蒸
気供給管をターボブロワーと上部側開口部との間で循環
パイプに接続することにより、圧力容器内の空気（流
体）と蒸気供給管から供給される蒸気（流体）の攪拌が
一層確実なものとなる。その理由は、ターボブロワーに
よって強力に攪拌された空気と蒸気が圧力容器の下部側
開口部に供給されるからである。また、蒸気供給管の開
閉バルブから循環パイプとの接続部に至る区間を加圧空
気供給管の一部として共用することにより、圧力容器周
辺の配管の簡略化と資源の節約が達成される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。図１は本発明を適用し
た一実施形態の加圧加熱装置１における圧力容器２の周
辺構造の概略を側方から示した断面図、また、図２は同
実施形態の圧力容器２の周辺構造を正面から示した断面
図である。また、加圧加熱装置１の各部を制御をするシ
ーケンス制御手段（シーケンサー）３については、図４
の機能ブロック図で概略を示している。

【００１７】圧力容器２は、図１および図２に示される
ような略円筒形の中空体によって構成され、その一端部
には、殺菌対象となるレトルトパウチやオートクレーブ
もしくは缶詰等の物品の出し入れを行うための耐圧ハッ
チ４が開閉自在に設けられている。生産ラインの形態に
よっては、耐圧ハッチ４を圧力容器２の両端部に設ける
場合もある。

【００１８】圧力容器２には、その内圧や温度を監視す
るための圧力計５および温度計６が装備され、更に、圧
力容器２の内圧の異常な上昇を防止するための安全弁
（リリーフ弁）７が設けられている。これらは何れも公
知の要素である。

【００１９】次に、本実施形態の加圧加熱装置１に固有
の構成について詳細に説明する。

【００２０】図１および図２に示されるように、圧力容
器２の天面に上部側開口部８が穿設される一方、圧力容
器２の底面には下部側開口部９が穿設され、圧力容器２
の外側に配備された循環パイプ１０によって上部側開口
部８と下部側開口部９とが連絡され、更に、循環パイプ
１０の経路上において上部側開口部８の近傍寄りの位置
に、ターボブロワー１１が取り付けられている。このタ
ーボブロワー１１は、循環パイプ１０内の流体（空気お
よび蒸気）を循環パイプ１０の経路に沿って上部側開口
部８の側から下部側開口部９に向けて循環させる方向に
駆動される。

【００２１】蒸気供給管１２は、蒸気圧を制限するため
の減圧弁１３および温調弁１４と開閉バルブ１５を備
え、その先端部がターボブロワー１１と上部側開口部８
との間の循環パイプ１０の経路上で循環パイプ１０に接
続されている。

【００２２】温調弁１４は、実質的には流量制御弁およ
び差動増幅器等によって構成され、圧力容器２に設けら
れた温度センサ１６により検出される圧力容器２内の蒸
気温度と予め差動増幅器等に設定された目標温度とを比
較して温度偏差を求め、その温度偏差を解消する方向に
流量制御弁の開度を比例制御することによって圧力容器
２に供給される蒸気の流量を自動制御し、最終的に、圧
力容器２内の蒸気温度を調整する。つまり、温度センサ
１６で検出される温度が目標温度よりも低ければ、その
温度偏差に比例して流量制御弁を開放側に作動させ、ま
た、温度センサ１６で検出される温度が目標温度よりも
高ければ、その温度偏差に比例して流量制御弁を閉鎖側
に作動させる。

【００２３】加圧エアタンク１７から供給される加圧空
気を圧力容器２に導く加圧空気供給管１８は、空気圧を
制限するための減圧弁１９と開閉バルブ２０とを備え、
その先端部が、蒸気供給管１２の開閉バルブ１５よりも
僅かに下流側で蒸気供給管１２に接続されている。

【００２４】従って、開閉バルブ１５から蒸気供給管１
２と循環パイプ１０との接続部に至る蒸気供給管１２の
区間は、蒸気供給管１２と加圧空気供給管１８を兼ねる
共用部であり、加圧空気供給管１８の開閉バルブ２０
は、この共用部よりも上流側に配備されていることにな
る。このように、圧力容器２の近傍で蒸気供給管１２と
加圧空気供給管１８とを一本化することによって圧力容
器２の周辺の配管構造が簡略化される。

【００２５】また、圧力容器２の内部には、圧力容器２
の底部との間に所定の間隔を空けて、多数のスリットも
しくは孔を穿設した仕切板２１が固設され、この仕切板
２１と圧力容器２の底部との間に拡散チャンバ２２が形
成されている。仕切板２１の構成例を図３（ａ）および
図３（ｂ）に示す。

【００２６】図３（ａ）は金属板に多数のスリット２１
ａを形成して仕切板２１とした例、また、図３（ｂ）は
金属板に多数の孔２１ｂを穿設して仕切板２１とした例
であり、何れも、スリット２１ａや孔２１ｂの開口部
が、仕切板２１によって形成される拡散チャンバ２２の
長手方向に直交する断面に対して占める割合は６割程度
となっている。

【００２７】圧力容器２の内部に冷却水を散布するため
の冷却水散布手段２３の主要部は、図１および図２に示
されるように、圧力容器２の天面に懸吊して固設された
シャワー冷却管２４と、シャワー冷却管２４の下に所定
の間隔をおいて固設された冷却水分散皿２５によって構
成される。シャワー冷却管２４と冷却水分散皿２５の構
成例を図３（ｃ）に示す。

【００２８】シャワー冷却管２４は、主管２４ａに直交
して固設された複数の副管２４ｂと主管２４ａとによっ
て構成され、主管２４ａに導かれた冷却水が副管２４ｂ
を通って副管２４ｂの両端の図示しないノズルからシャ
ワー状に噴出するようになっている。このシャワー冷却
管２４は、ステー２６を介して圧力容器２の天面内側に
装着される。

【００２９】冷却水分散皿２５は底面に多数の孔２５ａ
を穿設した矩形状の皿によって形成され、シャワー冷却
管２４から噴出された冷却水を一時的に貯溜し、この冷
却水を多数の孔２５ａから均等に滴下させる。この冷却
水分散皿２５は、ステー２７を圧力容器２の内壁に固着
することで、シャワー冷却管２４の下方位置に装着され
る。

【００３０】図１および図２に示されるように、シャワ
ー冷却管２４には冷却水供給管２８が接続され、図示し
ない冷却水タンクに貯溜された冷却水が、開閉バルブ３
０および冷却水ポンプ２９を介してシャワー冷却管２４
に供給されるようになっている。

【００３１】冷却水ポンプ２９と開閉バルブ３０との間
の冷却水供給管２８の経路上には、圧力容器２の下面に
穿設された冷却水回収孔３１と連絡する冷却水回収管３
２が、開閉バルブ３３を介して接続されている。また、
圧力容器２の下面には冷却水回収孔３１と並列して水抜
孔３４が設けられ、この水抜孔３４に接続された排出管
３５の経路上にオートドレイン３６と開閉バルブ３７が
並列して介装されている。オートドレイン３６は、蒸気
の凝結等によって生成された水を検知して自動的に排出
するための弁であり、その構成および機能に関しては既
に公知であるので、詳細な説明は省略する。

【００３２】図１および図２において、符号４４は、レ
トルトパウチやオートクレーブもしくは缶詰等の物品を
一括して圧力容器２に装填するための台車である。台車
４４には殺菌の対象となる物品を載置するための棚が上
下方向に所定の間隔をおいて幾つか配備されており、各
々の棚には、仕切板２１の場合と同様にして多数のスリ
ットまたは孔が穿設されている。

【００３３】加圧加熱装置１の各部を制御するシーケン
ス制御手段３は、図４に概略を示すように、演算処理用
のＣＰＵ３８，制御プログラムを格納したＲＯＭ３９，
演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ４０，不揮
発性メモリ（またはハードディスク）４１，表示装置付
手動データ入力装置４２、および、出力インターフェイ
ス４３によって構成され、出力インターフェイス４３に
は、各々のドライバを介して、電磁リレー式の開閉バル
ブ１５，２０，３０，３３，３７やターボブロワー１１
および冷却水ポンプ２９が駆動制御可能に接続されてい
る。

【００３４】次に、加圧加熱装置１の各部を制御するシ
ーケンス制御手段３の処理動作の概略を示した図５およ
び図６のフローチャートと、圧力容器２の内部温度およ
び内部圧力とレトルトパウチやオートクレーブもしくは
缶詰等の物品の温度の推移を示した図７のタイミングチ
ャートを参照して、本実施形態の加圧加熱装置１の全体
的な動作について説明する。

【００３５】なお、この段階では既に圧力容器２の内部
に殺菌対象となる物品が装填され、加圧エアタンク１７
に空気を送り込むコンプレッサおよび蒸気発生器の作動
が開始されており、減圧弁１３，１９に対する圧力の手
動設定作業および温調弁１４に対する目標値の設定作業
が完了しているものとする。また、開閉バルブ１５，２
０，３０は初期状態で閉鎖位置にあり、ターボブロワー
１１と冷却水ポンプ２９は初期状態で停止している。但
し、開閉バルブ３７は、前回の加圧加熱作業の最終段階
で行われた排水作業のために開放されたままになってい
る可能性があり、また、開閉バルブ３３に関しては、前
回の加圧加熱作業の冷却工程で使用済の冷却水を再使用
して冷却作業を行っていた場合に、開放されたままにな
っている可能性がある。

【００３６】シーケンス制御を開始したシーケンス制御
手段３は、まず、出力用インターフェイス４３とドライ
バを介して開閉バルブ３３と開閉バルブ３７に対して閉
鎖指令を出力し、これらのバルブを共に閉鎖位置に作動
させる（ステップｓ１，ステップｓ２）。前述したよう
に、これらのバルブは前回の加圧加熱作業が終了した時
点で開放されたままの状態に放置されている可能性があ
るからである。

【００３７】次いで、シーケンス制御手段３は、出力用
インターフェイス４３とドライバを介して開閉バルブ１
５に開放指令を出力して開閉バルブ１５を開くことによ
り、蒸気発生器からの蒸気を蒸気供給管１２，減圧弁１
３，温調弁１４，開閉バルブ１５，蒸気供給管１２の共
用部を介して循環パイプ１０の内部に導き（ステップｓ
３）、同時に、タイマをリセットおよび再スタートさせ
て蒸気供給開始時点からの経過時間の計測を開始し（ス
テップｓ４）、装置の殺菌モードが缶詰用に設定されて
いるのかレトルトパウチ用に設定されているのかを判定
する（ステップｓ５）。

【００３８】殺菌モードに関する設定行為は表示装置付
手動データ入力装置４２からの入力操作によって行われ
るが、この時点では既に缶詰用またはレトルトパウチ用
の何れか一方のモードが選択され、その選択結果が不揮
発性メモリ４１に記憶されているものとする。

【００３９】課題を解決するための手段の項でも既に述
べた通り、この実施形態の加圧加熱装置１においては、
必ずしもエアブローの工程は必要としないが、殺菌モー
ドを缶詰用に設定することにより、加圧加熱処理の初期
段階で圧力容器２に蒸気を充填するエアブローの工程を
実施することが可能である。

【００４０】ステップｓ５の判定処理によって缶詰用の
殺菌モードが設定されていると判定された場合、シーケ
ンス制御手段３は、蒸気供給開始時点からの経過時間を
計測するタイマの計測時間Ｔがエアブロー所要時間ｔ１
（従来の所要時間よりも短い設定値）に達するまで待機
し、この間に、循環パイプ１０から供給される蒸気を上
部側開口部８を介して圧力容器２の内部に充填する（ス
テップｓ６）。

【００４１】また、ステップｓ５の判定処理によってレ
トルトパウチ用の殺菌モードが設定されていると判定さ
れた場合には、エアブローの工程を実施する必要がない
ことを意味するので、シーケンス制御手段３は、ステッ
プｓ６の待機処理をスキップして直ちにターボブロワー
１１の作動を開始させる（ステップｓ７）。

【００４２】この際、圧力容器２に供給される蒸気の最
大圧力は減圧弁１３によって制限され、その範囲内で、
温調弁１４が温度センサ１６からの温度情報と目標温度
との大小関係に基いて蒸気の流量を制御することによ
り、圧力容器２内の蒸気温度を調整する。

【００４３】そして、圧力容器２の内部温度および内圧
は図７に示されるようにして徐々に上昇を開始し、これ
に僅かに遅れるようにして被殺菌物となる物品、要する
に、レトルトパウチやオートクレーブもしくは缶詰等の
温度が上昇して行く。図７ではエアブローを実施した場
合、つまり、蒸気の供給を開始してからエアブロー所要
時間ｔ１が経過した後にターボブロワー１１の作動を開
始させた場合の内部温度の上昇を一例として示してい
る。エアブロー所要時間ｔ１（図７の例では５分）は、
蒸気の充填所要時間（図７の例では３分）に対して或る
程度の余裕をみた値を設定するようにしているので、図
７に示されるように、ターボブロワー１１の作動開始ま
での待機時間であるエアブロー所要時間ｔ１よりも実際
の充填所要時間の方が短くなる。

【００４４】その後、圧力容器２への蒸気の供給とター
ボブロワー１１の回転は、予め決められた加圧加熱時間
ｔ２（設定値）だけ継続して行われる。

【００４５】ターボブロワー１１の作動により圧力容器
２内の空気と蒸気供給管１２を介して供給される蒸気と
が循環パイプ１０の内部で強力に攪拌されるので、循環
パイプ１０から圧力容器２の下部側開口部９を介して拡
散チャンバ２２に送り込まれる空気および蒸気の混合流
体の温度分布ならびに蒸気密度は極めて均一な状態に近
い。

【００４６】このようにして拡散チャンバ２２に送り込
まれた空気および蒸気の混合流体は、仕切板２１のスリ
ット２１ａあるいは孔２１ｂを通って仕切板２１の各部
から均等に送出され、圧力容器２の内部を下から上に上
昇し、その過程で、台車４４の複数の棚に載置されたレ
トルトパウチやオートクレーブもしくは缶詰等の物品を
加熱して殺菌する。

【００４７】台車４４の棚には仕切板２１と同等のスリ
ットや孔が穿設されているので、これらの棚によって混
合流体の上昇が妨げられることはなく、夫々の棚に載置
されたレトルトパウチやオートクレーブもしくは缶詰等
の物品が、コールドスポットのない安定した蒸気によっ
て均等に加熱殺菌されることになる。また、圧力容器２
は完全な密閉容器であり、その内部が潜熱を含んだ蒸気
によって加圧されているので、標準気圧下における水の
沸点よりも遥かに高い温度で過熱殺菌を行うことができ
る。棚に載置されたレトルトパウチやオートクレーブも
しくは缶詰等の物品も蒸気によって加圧されているの
で、レトルトパウチやオートクレーブの外皮（包装）が
変形したり破裂したりする心配もない。

【００４８】特に、蒸気の導入を開始した初期の段階で
は、相対的に温度の高い蒸気および空気の流体が圧力容
器２の上部に、また、相対的に温度の低い蒸気および空
気の流体が圧力容器２の下部に滞留することになるが、
循環パイプ１０とターボブロワー１１からなる循環機構
によって圧力容器２の上部側の温度の高い流体が圧力容
器２の下部側に強制的に移送されることになるので、温
度分布および蒸気密度の均一化を極めて短時間で行うこ
とが可能である。

【００４９】この結果、従来１０分〜２０分程度を必要
としていたエアブローの時間は５分、もしくは、それ以
下の時間に短縮される。また、ターボブロワー１１を作
動させずに行われるエアブローの時間が短縮される結
果、エアブローの工程での過剰な蒸気の投入による無駄
なエネルギー消費が防止され、同時に、物品の殺菌に必
要とされる加圧加熱時間も短縮することができるように
なる。

【００５０】このようにして過熱殺菌を行う間に蒸気の
凝結によって生成された水は、圧力容器２の底面に穿設
された水抜孔３４および排出管３５を介してオードレイ
ン３６に流れ、自動的に装置設置場所の近傍の排出溝に
排出される。

【００５１】そして、予め決められた加圧加熱時間ｔ２
（設定値）が経過したことがステップｓ８の判定処理で
検出されると、シーケンス制御手段３は、開閉バルブ１
５に閉鎖指令を出力して蒸気の供給を停止すると共にタ
ーボブロワー１１の回転を停止させて過熱殺菌の工程を
終了させる（ステップｓ９，ステップｓ１０）。

【００５２】次いで、シーケンス制御手段３は、開閉バ
ルブ２０に開放指令を出力して開閉バルブ２０を開くこ
とにより、加圧エアタンク１７からの加圧空気を加圧空
気供給管１８，減圧弁１９，開閉バルブ２０、更には、
実質的に加圧空気供給管として機能する蒸気供給管１２
の共用部を介して循環パイプ１０の内部に導き（ステッ
プｓ１１）、同時に、タイマをリセットおよび再スター
トさせて加圧空気供給開始時点からの経過時間の計測を
開始し（ステップｓ１２）、タイマの計測時間Ｔが加圧
待機時間ｔ３（設定値）に達するまで待機する。

【００５３】減圧弁１９に設定されている制限値は減圧
弁１３に設定されている制限値の概ね２倍程度の値であ
り、これにより、圧力容器２の内圧は、図７に示される
ように、加圧加熱工程のときの内圧に比べて遥かに高い
値に再調整される。

【００５４】そして、加圧空気供給開始時点からの経過
時間が加圧待機時間ｔ３に達し、これによって圧力容器
２の内圧が確実に設定値にまで達していることが確認さ
れると（ステップｓ１３）、シーケンス制御手段３は、
開閉バルブ３０に開放指令を出力することにより開閉バ
ルブ３０を開いて冷却水ポンプ２９による冷却水の汲み
上げ動作を許容し（ステップｓ１４）、更に、装置の冷
却水供給モードが冷却新水に設定されているのか冷却循
環水に設定されているのかを判定する（ステップｓ１
５）。

【００５５】冷却水供給モードに関する設定行為は表示
装置付手動データ入力装置４２からの入力操作によって
行われるが、この時点では既に冷却新水または冷却循環
水の何れか一方のモードが選択され、その選択結果が不
揮発性メモリ４１に記憶されているものとする。

【００５６】ステップｓ１５の判定処理によって冷却循
環水のモードが設定されていると判定された場合には、
シーケンス制御手段３は、開閉バルブ３３に開放指令を
出力して開閉バルブ３３を開くことにより、圧力容器２
内に溜まった冷却水を冷却水回収管３２を介して冷却水
ポンプ２９に再供給することを許容し（ステップｓ１
６）、また、冷却新水のモードが設定されていると判定
された場合には、開閉バルブ３３の閉鎖状態をそのまま
保持して、圧力容器２内に溜まった冷却水が冷却水回収
管３２を介して冷却水ポンプ２９に侵入するのを禁止す
る。

【００５７】次いで、シーケンス制御手段３は、冷却水
ポンプ２９に駆動指令を出力して作動を開始させ、冷却
水供給管２８および開閉バルブ３０を介して冷却水タン
クから冷却水を汲み上げ、冷却水散布手段としてのシャ
ワー冷却管２４に冷却水を送り込んで圧力容器２の内部
に冷却水を散布する動作を開始させ、被殺菌物となる物
品、要するに、レトルトパウチやオートクレーブもしく
は缶詰等の冷却を開始する（ステップｓ１７）。

【００５８】この際、冷却循環水のモードが設定されて
いた場合、つまり、開閉バルブ３３が開放されていた場
合には、冷却水タンクからの冷却水と冷却水回収管３２
から回収された使用済の冷却水とが混合されて冷却水ポ
ンプ２９に送り込まれ、また、冷却新水のモードが設定
されていた場合、要するに、開閉バルブ３３が閉鎖され
ていた場合には、冷却水タンクからの冷却水のみが冷却
水ポンプ２９に送り込まれることになる。

【００５９】冷却水の散布を開始する時点では圧力容器
２の内部に蒸気が残留しており、この蒸気が冷却水の散
布により急激に冷却凝固して蒸気の体積が一気に収縮す
ることになるが、既に述べた通り、圧力容器２の内部は
加圧加熱時に比べて相当に高い圧力で加圧されているの
で、蒸気の凝結によって体積が減少した場合であって
も、図７に示される通り、圧力容器２の内圧が加圧加熱
時の内圧よりも低下することはなく、レトルトパウチや
オートクレーブの外皮（包装）が変形したり破裂したり
する心配は全くない。

【００６０】その後、開閉バルブ２０の開放による圧力
容器２の加圧は予め決められた加圧時間ｔ４（設定値）
だけ継続して行われ、この間に、図７に示されるように
して、蒸気の凝結による体積の減少（スチーム凝縮）は
完全に終了する。蒸気の凝結による体積の減少が終了し
た後は気圧の低下によるレトルトパウチやオートクレー
ブの外皮（包装）の変形や破裂の心配はない。

【００６１】従って、シーケンス制御手段３は、ステッ
プｓ１８の判定処理で加圧時間ｔ４の経過を検出した時
点で開閉バルブ２０に閉鎖指令を出力して圧力容器２に
対する加圧空気の供給を停止させ（ステップｓ１９）、
同時に、開閉バルブ３７に開放指令を出力して開閉バル
ブ３７を開くことにより、水抜孔３４，排出管３５,開
閉バルブ３７を介して圧力容器２内の冷却水を排出する
処理を開始する（ステップｓ２０）。

【００６２】この間にも冷却水ポンプ２９は継続して駆
動され、冷却水散布手段としてのシャワー冷却管２４か
らの冷却水の散布が行われる。ターボブロワー１１は循
環パイプ１０の経路上において上部側開口部８の近傍寄
りの位置に取り付けられているので、循環パイプ１０に
冷却水が侵入したような場合であっても、ターボブロワ
ー１１が損傷をうける心配はない。

【００６３】最終的に、シャワー冷却管２４からの冷却
水の散布量が設定値に達し、冷却水タンクに設置した水
位センサからの定量信号が検出されて物品の冷却が完了
したことがステップｓ２１の判定処理で検出されると、
シーケンス制御手段３は、冷却水ポンプ２９の作動を停
止させて冷却工程の処理を終了する（ステップｓ２
２）。

【００６４】図７に示されるように、開閉バルブ３７は
このまま開放状態に保持され、圧力容器２に貯溜されて
いた冷却水は、水抜孔３４，排出管３５,開閉バルブ３
７を介して最後まで完全に排出される。

【００６５】以上、蒸気供給管１２の開閉バルブ１５を
開いてターボブロワー１１を所定時間駆動した後、蒸気
供給管１２の開閉バルブ１５を閉鎖して加圧空気供給管
１８の開閉バルブ２０を開いた状態で冷却水散布手段と
なるシャワー冷却管２４の作動を開始させるようにした
シーケンス制御手段３の動作の一例について述べたが、
エアブロー所要時間ｔ１，加圧加熱時間ｔ２，加圧待機
時間ｔ３，加圧時間ｔ４等の設定値は、ユーザの必要に
応じ、表示装置付手動データ入力装置４２からの設定操
作によって任意に変更が可能である。

【００６６】また、蒸気による加圧加熱工程から冷却水
の散布による冷却工程に移行する間に圧力容器２を加圧
空気によって加圧することさえ確実に実施する限り、圧
力容器２の各部の駆動制御に関わるシーケンス制御に関
しては、自由に設計することが可能である。

【００６７】

【発明の効果】本発明の加圧加熱装置は、圧力容器の上
部に設けられた上部側開口部と圧力容器の下部に設けら
れた下部側開口部とを連絡する循環パイプを圧力容器の
外側に配備し、循環パイプの経路上にターボブロワーを
設けて蒸気供給管を接続するように構成したので、圧力
容器内の空気と循環パイプに供給される蒸気を強力に攪
拌して温度分布および蒸気密度を均一化することができ
る。従って、温度分布および蒸気密度の均一化を極めて
短時間で行うことが可能となり、部分的な空気の断層で
あるコールドスポットの発生が防止され、圧力容器内の
雰囲気が確実に均一化されるので、長い時間を掛けて圧
力容器内の空気を追い出すエアブローの工程は実質的に
不要となる。よって、蒸気の投入を開始した初期段階か
ら物品の加圧加熱を開始することができるようになり、
エアブローの工程での過剰な蒸気の投入による無駄なエ
ネルギー消費が防止され、同時に、物品の殺菌に必要と
される加圧加熱時間を短縮することができるようにな
る。

【００６８】また、圧力容器の内部に、多数のスリット
もしくは孔を穿設した仕切板を設け、仕切板と圧力容器
の底部との間に拡散チャンバを形成して下部側開口部か
ら送出される流体を拡散チャンバを介して圧力容器の内
部に導入するようにしたので、圧力容器の底部から温度
の高い流体を均一に噴出させることができ、圧力容器内
における温度分布および蒸気密度の均一化を高い次元で
達成することができる。

【００６９】更に、シーケンス制御手段を併設すること
により、加圧加熱処理の終了後に加圧容器内の気圧を高
めてから冷却水散布手段による冷却水の散布を開始する
ようにしたので、加圧容器内の蒸気が急激に冷却されて
凝結しても圧力容器内の気圧が負圧となることはなく、
レトルトパウチやオートクレーブの外皮の破裂等の損傷
を確実に防止することができる。

【００７０】しかも、ターボブロワーを上部側開口部の
近傍に設置し、蒸気供給管の開閉バルブから循環パイプ
との接続部に至る区間を加圧空気供給管の一部として共
用するようにしたので、循環パイプ内に侵入した水から
ターボブロワーを保護することができ、また、圧力容器
周辺の配管の簡略化と資源の節約が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施形態の加圧加熱装置に
おける圧力容器の周辺構造の概略を側方から示した断面
図である。

【図２】同実施形態の圧力容器を正面から示した断面図
である。

【図３】図３（ａ）はスリットを形成した仕切板の構成
の一例について示した斜視図、図３（ｂ）は孔を穿設し
た仕切板の構成の一例について示した斜視図、図３
（ｃ）は冷却水散布手段の構成の一例について示した斜
視図である。

【図４】加圧加熱装置の一部を構成するシーケンス制御
手段の概略を示した機能ブロック図である。

【図５】シーケンス制御手段の処理動作の概略を示した
フローチャートである。

【図６】シーケンス制御手段の処理動作の概略を示した
フローチャートの続きである。

【図７】圧力容器の内部温度および内部圧力とレトルト
パウチやオートクレーブもしくは缶詰等の物品の温度の
推移を示したタイミングチャートである。

【符号の説明】

１加圧加熱装置２圧力容器３シーケンス制御手段４耐圧ハッチ５圧力計６温度計７安全弁８上部側開口部９下部側開口部１０循環パイプ１１ターボブロワー１２蒸気供給管１３減圧弁１４温調弁１５開閉バルブ１６温度センサ１７加圧エアタンク１８加圧空気供給管１９減圧弁２０開閉バルブ２１仕切板２１ａスリット２１ｂ孔２２拡散チャンバ２３冷却水散布手段２４シャワー冷却管２４ａ主管２４ｂ副管２５冷却水分散皿２５ａ孔２６，２７ステー２８冷却水供給管２９冷却水ポンプ３０開閉バルブ３１冷却水回収孔３２冷却水回収管３３開閉バルブ３４水抜孔３５排出管３６オートドレイン３７開閉バルブ３８ＣＰＵ３９ＲＯＭ４０ＲＡＭ４１不揮発性メモリ４２表示装置付手動データ入力装置４３出力インターフェイス４４台車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｊ 3/04 Ｂ０１Ｊ 3/04 ＦＧＨ 19/00 ３０１ 19/00 ３０１ＺＢ６５Ｂ 55/06 Ｂ６５Ｂ 55/06 ＣＦ２８Ｃ 3/08 Ｆ２８Ｃ 3/08 Ｚ // Ａ２３Ｌ 3/10 Ａ２３Ｌ 3/10 Ｆターム(参考） 4B021 LA03 LA05 LP01 LP07 LT03 MC01 4C058 AA21 AA22 BB05 DD02 DD04 DD06 DD12 EE01 EE13 EE22 EE23 EE24 4G075 AA01 AA63 BA10 CA02 CA03 CA65 CA66 DA02 DA04 DA05 DA13 EA05 EB12 EC02 EC09 EC11 FB02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜熱を有する蒸気を圧力容器内に充満し
て物品を加圧および加熱する加圧加熱装置であって、前記圧力容器の上部に設けられた上部側開口部と前記圧
力容器の下部に設けられた下部側開口部とを連絡する循
環パイプを前記圧力容器の外側に配備し、該循環パイプ
の経路上に、前記圧力容器内の流体と前記循環パイプ内
の流体を当該循環パイプの経路に沿って前記上部側開口
部から前記下部側開口部に向けて循環させるターボブロ
ワーを設けると共に、この循環パイプの経路上に、開閉
バルブを備えた蒸気供給管を接続したことを特徴とする
加圧加熱装置。
【請求項２】前記圧力容器の内部に、該圧力容器の底
部との間に所定の間隔を空けて多数のスリットもしくは
孔を穿設した仕切板を設け、該仕切板と前記底部との間
に拡散チャンバを形成し、前記下部側開口部から送出さ
れる流体を該拡散チャンバを介して前記圧力容器の内部
に導入するように構成したことを特徴とする請求項１記
載の加圧加熱装置。
【請求項３】開閉バルブを備えた加圧空気供給管を前
記圧力容器に接続し、冷却水を散布する冷却水散布手段
を前記圧力容器内に設けると共に、前記蒸気供給管の開閉バルブを開いて前記ターボブロワ
ーを所定時間駆動した後、前記蒸気供給管の開閉バルブ
を閉鎖して前記加圧空気供給管の開閉バルブを開いた状
態で前記冷却水散布手段の作動を開始させるシーケンス
制御手段を併設したことを特徴とする請求項１または請
求項２記載の加圧加熱装置。
【請求項４】前記ターボブロワーが前記循環パイプの
経路上で前記上部側開口部の近傍に位置し、前記蒸気供
給管が前記ターボブロワーと前記上部側開口部との間で
前記循環パイプに接続されると共に、この蒸気供給管の
開閉バルブから循環パイプとの接続部に至る区間が前記
加圧空気供給管の一部として共用され、前記加圧空気供
給管の開閉バルブは当該共用部よりも上流側に配備され
ていることを特徴とする請求項３記載の加圧加熱装置。