JP2005328724A - Heating device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a heating apparatus and a heating method for applying heat to an object to be heated such as a frozen product to maintain and thaw it without using a hot air forced circulation system for forcibly circulating hot air.
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。 Conventionally, a low-temperature thawing method has been used when thawing a heating apparatus such as a thawing chamber, particularly a heated object that cannot be heated to high temperature after thawing. This low-temperature thawing method has a problem that the heating temperature is adjusted to the application temperature zone after thawing of each article to be heated, and a long heating time is required.
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。 On the other hand, a hot air forced circulation method is known as a method for shortening the heating time. In the forced air circulation method, air heated by a heater such as a heating element is forcibly sent from a blower opening to a heating chamber where a heated object such as a frozen object is installed, and heat exchange with the frozen object is performed. This is a method in which the hot air whose temperature has been lowered is sucked into the heater from the suction port, heated again by the heater, sent to the heating chamber by the fan, and circulated. In this method, hot air is blown onto the surface of the object to be heated, and defrosting is performed while taking cold air together with moisture.
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。 For this reason, in the hot air forced circulation method, 1) the circulation route of the hot air is constant, so that heating to the heated object cannot be made uniform. 2) The degree of drying of the heated object is high, and the heated object is a food. In some cases, taste and quality deteriorate 3) Because the speed of hot air is high, depending on the object to be heated, the powder scatters and the interior becomes dirty 4) One direction of passing through the heater and leading to the fan In order to realize this air flow, a dedicated air passage formed of molded parts or the like is necessary, and there is a problem that the number of parts increases and the structure becomes complicated.
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。 The present invention has been made in view of such a problem, and the object of the present invention is to keep the heat uniformly evenly by suppressing the drying of a heated object such as a frozen object in a short heating time without forcibly circulating hot air. To provide a heating device and a heating method that can be thawed.
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。
In order to achieve the above object, the invention according to
In a room partitioned by a heat insulator, the room is divided into a heating chamber in which an object to be heated is placed and a heating part in which a heater that generates heat is placed, and in a boundary region between the heating chamber and the heating part, Provide a fan that does not have a wind direction control means and an appropriate space for air to enter and exit in the boundary area around the fan, and a discharge flow blown from the heating unit to the heating chamber, and from the heating chamber to the heating unit The suctioned airflow is caused to collide with the vicinity of the boundary region to suppress the air flow rate and to cause turbulence in the heating chamber.
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。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the apparatus according to
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。
The invention according to
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。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method according to the second or third aspect, wherein a minimum dimension of the heater and a wall surface arranged around the heater is set to 10 mm or more.
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。 According to a fifth aspect of the present invention, in the room according to any one of the first to fourth aspects, a heating part in which a heater is placed is provided on each side of the room, and the central part is a heating chamber. And
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。
The invention described in claim 6 is the one described in any one of
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。 According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the fan is disposed with respect to the heater so that the rotation axis of the fan overlaps substantially parallel to one surface of the heater, and in the boundary region, A partition plate having an opening is provided, and a fan is disposed in the vicinity of the opening.
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。
The invention described in claim 8 is characterized in that, in the device described in
1.5×π(D/2)2 ≦S≦ 2×π(D/2)2 (1) 1.5 × π (D / 2) 2 ≦ S ≦ 2 × π (D / 2) 2 (1)
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。
The invention according to
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。 According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the seventh to ninth aspects, a plurality of combinations of the opening and the fan are provided.
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。
The invention described in claim 11 is characterized in that, in the apparatus described in any one of
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。
The invention described in
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。 A thirteenth aspect of the present invention is characterized in that the heating chamber according to any one of the first to twelfth aspects is provided with one or more auxiliary fans.
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。
The invention according to
The room divided by the heat insulator is divided into a heating chamber in which an object to be heated is placed and a heating unit in which a heater that generates heat is placed,
In the boundary region between the heating chamber and the heating unit, a fan that does not have a wind direction control means and an appropriate space for air to enter and exit in the boundary region around the fan,
The discharge flow blown from the heating unit to the heating chamber and the intake air sucked from the heating chamber to the heating unit collide with each other in the vicinity of the boundary region to suppress the air flow rate, and the turbulent flow is generated in the heating chamber. It is characterized by causing.
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。 According to the present invention, the discharge flow blown from the heating unit to the heating chamber and the intake flow sucked from the heating chamber to the heating unit collide with each other in the vicinity of the boundary region to suppress the air flow rate, By causing turbulent flow in the heating chamber, the heated air comes into contact with the object to be heated from various directions to perform heat exchange, so that the object to be heated can be heated uniformly and uniformly. Since the flow rate is low and the contact time with the object to be heated becomes long, heating can be performed in a relatively short time, movement of moisture can be prevented, and drying of the object to be heated can be suppressed.
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。 According to the second aspect of the present invention, the discharge flow blown from the heating section to the heating chamber and the intake flow sucked from the heating chamber to the heating section are effectively collided in the vicinity of the boundary region. Furthermore, heat exchange between the intake air flow and the heater can be performed effectively.
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。 Furthermore, according to the third or fourth aspect of the invention, the balance between the intake flow and the discharge flow can be improved.
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。 According to invention of Claim 5, since the discharge flow from the heating part in both sides collides in a heating chamber, the turbulent flow in a heating chamber can be generated effectively.
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。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to appropriately heat the object to be heated by changing the installation location of the object to be heated in the heating chamber according to the degree to which the object to be heated is to be heated. .
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。 According to the seventh aspect of the present invention, since the fan is disposed with respect to the heater so that the rotation axis of the fan overlaps substantially parallel to one surface of the heater, the overall configuration can be reduced in size. become. Then, the discharge flow and the intake flow can collide with each other through the opening.
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。 According to the eighth aspect of the invention, the balance between the discharge flow and the intake flow can be improved.
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。
According to invention of
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。
According to invention of
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。 According to invention of Claim 13, generation | occurrence | production of the turbulent flow in a heating chamber can further be accelerated | stimulated with an auxiliary fan.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the present invention.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of the heating apparatus according to the first embodiment of the present invention. The
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。
The
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。
The overall shape of the
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。
The
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。
In this example, the
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。
In the
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。
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。
In the
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。
In the vicinity of the
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。
As shown in FIG. 2, in the case of a configuration in which all four side directions of the
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。
As shown in FIG. 2B, in the case of a / D <1/4, the space between the
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。
On the other hand, as shown in FIG. 2C, when a / D> 1/2, the space between the
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。
On the other hand, as shown in FIG. 2 (a), by satisfying 1/2 ≧ a / D ≧ ¼, the flow around the both
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。
Next, as shown in FIG. 3 (b), when the distance Db between the
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。
FIG. 4 shows a modification of the first embodiment. In this example, the
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。
Preferably, as shown in FIG. 4B, the
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。
Further, the number of
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。
FIG. 6 shows still another modification. In this example, a plurality of heaters 18-1, 18-2, and 18-3 are arranged vertically in the
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。
Moreover, Fig.7 (a), (b) shows another modification. In this example, an
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。
The
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。
The
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。
In the above example, the heater is arranged in a positional relationship that is horizontally separated from the object to be heated. However, the present invention is not limited to such a positional relationship, and in any arrangement in three dimensions. Even if it exists, in the structure which has a fan in the front surface of a heater, it can apply similarly by setting a / D and Db to a predetermined range.
(Second Embodiment)
Next, FIG. 8 is sectional drawing showing the internal structure of the heating apparatus by 2nd Embodiment of this invention. In the figure, the
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。
The
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。
A
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。
Further, a tray for an object to be heated may be provided in the
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。
An
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。
In the
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。
The length (H dimension, W dimension) of each side of the
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。
10 is a cross-sectional view of the
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。
The
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。
FIG. 11 shows a front view of the
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。
Although illustration is omitted, a slit may be formed in the
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。
Hereinafter, the operation of the heating apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 12A is a horizontal cross-sectional view of the main part of the heating device according to the present embodiment, and FIGS. 12B and 12C are horizontal cross-sectional views of the main part of the heating device according to the comparative example. is there. In the configuration according to the comparative example of FIG. 12B, the arrangement of the
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。
In the configuration of FIG. 12B, when the
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。
On the other hand, in the configuration of FIG. 12A, the inner diameter of the
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。
Therefore, in the
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。
For this reason, as shown in FIG. 12B, the air flow is not in a state where the discharge flow and the suction flow are clearly separated, and the discharge flow and the suction flow collide to form a turbulent flow state. Thus, the speed of the discharge flow into the
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。
In FIG. 12C, the
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。
According to the configuration of the present embodiment, the hot air in the
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。
If the area of the
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。
1.5 × π (D / 2) 2 ≦ S ≦ 2 × π (D / 2) 2 (1)
In addition, the shape of the
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。
Moreover, although the
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。
In the illustrated example, the number of the
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。
Thus, in this embodiment as well, in the same manner as in the first embodiment, heated air with pulsation or vibration comes into contact with the object to be heated due to the turbulent flow generated in the
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。
A thawing experiment was performed on a frozen object to be heated (sample: kamaboko, −20 ° C. or lower, about 50 g). In the embodiment, the apparatus shown in FIG. 8 was used, and the sample was disposed in front of the fan outer portion offset from the central portion of the
実験条件は、以下の通りである。 The experimental conditions are as follows.
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。 Under the above experimental conditions, the sample was heated, and the thawing time required for the temperature of the central part of the sample to be defrosted from −20 ° C. to 0 ° C. was measured. At the same time, the sample weight before and after the experiment The change of was measured. The experimental results were as follows.
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。 In the above table, the sample weight conversion rate is the conversion rate for converting the weight of the sample to 50 g, and the conversion thawing time is the thawing time converted by the sample weight conversion rate.
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。 From the above results, when thawed without wind (Comparative Examples 1-1 and 1-2), there was little loss and less drying, but it took time to thaw and forced air circulation (Comparative Examples 2-1 and 2- 1) Although the thawing time is short, it can be seen that there is much loss. That is, in the conventional method, drying and thawing time are contradictory. On the other hand, in the case of the example, it was found that thawing can be performed in a relatively short time with a relatively small loss and a relatively short thawing time.
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。 In addition, it was found that the heating according to the examples can perform thawing with good uniformity, and the taste and quality are also good.
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。
Further, in order to confirm the occurrence of turbulent flow, in the embodiment, a windsock was attached to the portion of the
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
10, 30
Claims (14)
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。 A heating device that heats an object to be heated and performs heat insulation or thawing,
In a room partitioned by a heat insulator, the room is divided into a heating chamber in which an object to be heated is placed and a heating part in which a heater that generates heat is placed, and in a boundary region between the heating chamber and the heating part, Provide a fan that does not have a wind direction control means and an appropriate space for air to enter and exit in the boundary area around the fan, and a discharge flow blown from the heating unit to the heating chamber, and from the heating chamber to the heating unit A heating apparatus characterized by causing a suction air flow to collide in the vicinity of a boundary region to suppress air flow speed and causing turbulence in a heating chamber.
1.5×π(D/2)2 ≦S≦ 2×π(D/2)2 (1) 8. The heating apparatus according to claim 7, wherein when the diameter of the fan is D and the area of the opening is S, the following formula is satisfied.
1.5 × π (D / 2) 2 ≦ S ≦ 2 × π (D / 2) 2 (1)
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。 A heating method in which an object to be heated is heated and kept warm or thawed,
The room divided by the heat insulator is divided into a heating chamber in which an object to be heated is placed and a heating unit in which a heater that generates heat is placed,
In the boundary region between the heating chamber and the heating unit, a fan that does not have a wind direction control means and an appropriate space for air to enter and exit in the boundary region around the fan,
The discharge flow blown from the heating unit to the heating chamber and the intake air sucked from the heating chamber to the heating unit collide with each other in the vicinity of the boundary region to suppress the air flow rate, and the turbulent flow is generated in the heating chamber. A heating method characterized by causing.
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