JP2007236878A - タンクや鍋及び釜の加熱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 急速加熱冷却、温度制御が簡単となる、熱効率が９０％以上となり省エネルギー熱源の熱のロスがない、炭酸ガスの発生がない、少量の溶液や蒸気で安定した加熱ができる、タンクや鍋及び釜の加熱方法の提供。
【解決手段】 タンクや鍋及び釜に金属、非金属、磁性体、非磁性体のジャケット、又は、二重管を取り付けこれを熱源（高周波加熱、電気抵抗加熱、ガス、灯油）で加熱する。ジャケット、又は、二重管には溶液や蒸気を供給する、又、ジャケット、又は、二重管に一定量の溶液や蒸気を充填封入し、これを加熱し、ここに発生する圧力を検出して熱源の熱量を制御し、ジャケット、又は、二重管の圧力を制御する。ジャケット、又は、二重管内の圧力が設定されれば圧力と温度の相関関係により各種の溶液の固有の温度となる。ジャケット、又は、二重管で発生した熱量をタンクや鍋及び釜に伝導して温度制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、タンクや鍋及び釜の底や側面及び周囲に金属や磁性体のジャケット、又は、二重管を設置し、熱源（高周波加熱、電気抵抗加熱、ガス、灯油等）により、直接金属や磁性体のジャケット、又は、二重管を加熱する、ジャケット、又は、二重管で発生した熱によりタンクや鍋及び釜を保温及び加熱をするタンクや鍋及び釜の加熱方法。

タンクや鍋及び釜の底や側面及び周囲に非金属や非磁性体のジャケット、又は、二重管を設置した場合、これに高周波コイルを設置して、非金属や非磁性体を透して直接タンクや鍋及び釜を保温及び加熱をするタンクや鍋及び釜の加熱方法。

タンクや鍋及び釜の底や側面及び周囲に金属や非金属や磁性体や非磁性体のジャケット、又は、二重に、各種の溶液を必要量充填封入し、これを熱源（高周波加熱、電気抵抗加熱、ガス、灯油等）により加熱する、加熱によりジャケット、又は、二重管内の圧力が上昇する、

熱源（高周波加熱、電気抵抗加熱、ガス、灯油等）の制御熱量によりジャケット、又は、二重管内の圧力の制御をする、圧力が設定されれば圧力と温度の相関関係で各種の溶液の固有の温度となる、ジャケット、又は、二重管内の圧力を制御することにより温度制御ができる。間接的ではあるが圧力の制御でタンクや鍋及び釜の温度の制御が可能となる。

タンクや鍋及び釜のジャケット、又は、二重管に各種の溶液を流量制御して、ジャケット、又は、二重管内を冷却する、更にこれを熱源（高周波加熱、電気抵抗加熱、ガス、灯油等）により加熱し相互調整することにより、ジャケット、又は、二重管内圧力を上昇及び下降させ、ジャケット、又は、二重管内に発生する溶液温度を加熱、又は、冷却させる事が出来る。溶液の流量と熱源（高周波加熱、電気抵抗加熱、ガス、灯油等）の加熱量により急速加熱、急速冷却が可能となる。

タンクや鍋及び釜のジャケット、又は、二重管に各種の加熱溶液及び蒸気を必要流量、調節供給し、ジャケット、又は、二重を加熱する、一定条件（圧力又は温度）に達した時点でジャケット、又は、二重管を密閉し、各種の加熱溶液及び蒸気をジャケット、又は、二重管に封入し、ジャケット、又は、二重管を熱源（高周波加熱、電気抵抗加熱、ガス、灯油等）により加熱制御し、ジャケット、又は、二重管内の圧力を制御する。圧力が設定されれば圧力と温度の相関関係で各種の溶液の固有の温度となる。

ジャケット、又は、二重管に流す各種の溶液と蒸気を流量制御する、ジャケット、又は、二重管を熱源（高周波加熱、電気抵抗加熱、ガス、灯油等）により加熱し、制御する事により、パターン温度制御や一定制御ができる。

従来、主加熱がガス炊きでジャケット付きの鍋や釜はあった。ジャケットに蒸気を通し鍋や釜の加熱をしていた、放出される蒸気をトラップ等で熱の回収をしていたが、熱損失が非常に多く、効率が悪い。ガス炊きの場合、排熱温度が高く熱のほとんどか大気に逃げて効率が悪い。直火の場合、火の直接当る部分と火の当らない部分の温度差が大きい。

高周波加熱による鍋や釜も平成１０年以前より生産が開始されていた。鍋や釜の温度制御は高周波の影響で制御機器の高周波対策のために難しい。

鍋や釜に２種類３種類の金属ステンレス鉄チタン等を積層状、クラッド状にした物もあったが膨張率等の温度条件により剥がれたり亀裂が入った。高周波加熱面も平面の物が主であった、タンクや鍋及び釜の複雑な形状に対応出来なかった。

これらを改善させるもので上記の目的を達成するために、タンクや鍋及び釜に金属、非金属、磁性体、非磁性体のジャケット、又は、二重管を取り付け、これに各種の溶液及び蒸気を封入、又は、通水、供給し、熱源（高周波加熱、電気抵抗加熱、ガス、灯油等）により加熱する。ジャケット、又は、二重管内の圧力が設定されれば圧力と温度の相関関係により各種の溶液及び蒸気の固有の温度となる。以下、動作原理を図１、図２、図３により説明をする。

図１の場合、タンクや鍋及び釜１の中に加工製品２を入れる、タンクや鍋及び釜１の側面や底３に金属や磁性体の金属や磁性体ジャケット４を取り付ける。金属や磁性体ジャケット５の周囲に従って熱源６（高周波加熱、電気抵抗加熱、ガス、灯油等）を設置する。金属や磁性体ジャケット４に溶液７を供給する配管の途中に制御弁８を挿入する。金属や磁性体ジャケット４の加熱冷却済みの溶液７を放出させる放出管９の中間に制御弁１０を取り付ける。
ここでは、高周波加熱で説明する、金属や磁性体ジャケット５の周囲に金属や磁性体ジャケット５の形状に合わせて高周波加熱コイル１１を設置し、高周波加熱でタンクや鍋及び釜１を加熱する。

加熱動作の時は、制御弁８と制御弁１０を開き、金属や磁性体ジャケット４の内部に加熱した溶液７を金属や磁性体ジャケット４の内部容量と加圧圧力（制御温度）の適合量を供給して制御弁８と制御弁１０を閉じ、金属や磁性体ジャケット４を密閉する。又、初めから金属や磁性体ジャケット４の内部に溶液７を充填封入しておいても良い。高周波加熱コイル１１に高周波電流を供給し金属や磁性体ジャケット５を加熱する、金属や磁性体ジャケット５の圧力１２は上昇し、圧力調節器１３により圧力１２を検出し高周波電流を調節して高周波加熱コイル１１の加熱量を制御し、金属や磁性体ジャケット４の圧力１２を制御する。圧力１２に応じて温度も同時に上昇する。圧力調節器１３をプログラム制御すれば、パターン温度制御が可能となる。

冷却動作の時は、制御弁８と制御弁１０を開き、金属や磁性体ジャケット４の内部に冷却した溶液７を金属や磁性体ジャケット４の内部に適合量を供給して、加熱された金属や磁性体ジャケット５を冷却する。高周波加熱コイル１１に高周波電流を供給し金属や磁性体ジャケット５を加熱して、高周波電流容量調整により金属や磁性体ジャケット４の温度を制御する、高周波電流容量調整と溶液７の水量により急冷除冷が可能となる。

蒸気を使用した場合、制御弁８と制御弁１０を開き、金属や磁性体ジャケット４に蒸気１４を供給する。金属や磁性体ジャケット４の加熱済みの蒸気１４は放出管９より放出され。金属や磁性体ジャケット４の圧力は急上昇する。蒸気１４により金属や磁性体ジャケット４の内部の圧力１２が一定圧力に達すると圧力調節器１３の信号により、制御弁８と制御弁１０を閉じて金属や磁性体ジャケット４に供給される蒸気１４を停止する、このとき金属や磁性体ジャケット４は圧力と温度の相関関係により各種の溶液及び蒸気の固有の温度となる。金属や磁性体ジャケット５の周囲の高周波加熱コイル１１に高周波電流を供給して金属や磁性体ジャケット４を加熱し、金属や磁性体ジャケット４の圧力を一定に保てば蒸気１４を停止したまま温度も一定となり、蒸気１４の熱量の損失なく、タンクや鍋及び釜１の保温及び加熱が可能となる。

図２の場合、タンクや鍋及び釜１の中に加工製品２を入れる、タンクや鍋及び釜１の側面や底３に非金属や非磁性体の非金属や非磁性体ジャケット１５を取り付ける。非金属や非磁性体ジャケット１５の周囲に従って熱源６（電気抵抗加熱、ガス、灯油等）を設置する。非金属や非磁性体ジャケット１５に溶液７を供給する配管の途中に制御弁８を挿入する。非金属や非磁性体ジャケット１５の加熱冷却済みの溶液７を放出させる放出管９の中間に制御弁１０を取り付ける。
ここでは、高周波加熱で説明する、非金属や非磁性体ジャケット１５の周囲に非金属や非磁性体ジャケット１６の形状に合わせて高周波加熱コイル１１を設置し、非金属や非磁性体を透して高周波加熱で直接タンクや鍋及び釜１を加熱する。

加熱動作の時は、制御弁８と制御弁１０を開き、非金属や非磁性体ジャケット１５の内部に加熱した溶液７を非金属や非磁性体ジャケット１５の内部容量と加圧圧力（制御温度）の適合量を供給して制御弁８と制御弁１０を閉じ、非金属や非磁性体ジャケット１５を密閉とする。又、初めから非金属や非磁性体ジャケット１５の内部に溶液７を充填封入しておいても良い。高周波加熱コイル１１に高周波電流を供給し、非金属や非磁性体を透して直接タンクや鍋及び釜１を加熱する、非金属や非磁性体ジャケット１５の圧力１２は上昇し、圧力調節器１３により圧力１２を検出し高周波電流を調節して高周波加熱コイル１１の加熱量を制御し、非金属や非磁性体ジャケット１５の圧力１２を制御する。圧力１２に応じて温度も同時に上昇する。圧力調節器１３をプログラム制御すれば、パターン温度制御が可能となる。

冷却動作の時は、制御弁８と制御弁１０を開き、非金属や非磁性体ジャケット１５の内部に冷却した溶液７を非金属や非磁性体ジャケット１５の内部に適合量を供給して、加熱された非金属や非磁性体ジャケット１５を冷却する。高周波加熱コイル１１に高周波電流を供給し直接タンクや鍋及び釜１を加熱する、高周波電流容量調整と溶液７の流量により非金属や非磁性体ジャケット１５の温度を制御する、これにより急冷除冷が可能となる。

蒸気を使用した場合、制御弁８と制御弁１０を開き、非金属や非磁性体ジャケット１５に蒸気１４を供給する。非金属や非磁性体ジャケット１５の加熱済みの蒸気１４は放出管９より放出され。非金属や非磁性体ジャケット１５の圧力は急上昇する。蒸気１４により非金属や非磁性体ジャケット１５の内部の圧力１２が一定圧力に達すると圧力調節器１３の信号により、制御弁８と制御弁１０を閉じて非金属や非磁性体ジャケット１５に供給される蒸気１４を停止し蒸気を封入する、このとき非金属や非磁性体ジャケット１５の圧力と温度の相関関係により各種の溶液及び蒸気の固有の温度となる。非金属や非磁性体ジャケット１５の周囲の高周波加熱コイル１１により非金属や非磁性体の非金属や非磁性体ジャケット１５を透して直接タンクや鍋及び釜１を加熱し、非金属や非磁性体ジャケット１５の圧力を一定に保てば蒸気を停止したまま温度も一定となり、蒸気１４の熱量の損失なく、タンクや鍋及び釜１の保温及び加熱が可能となる。

図３の場合、タンクや鍋及び釜１の中に加工製品２を入れる、タンクや鍋及び釜１の側面１７に金属や磁性体のジャケット１８を取り付ける。金属や磁性体ジャケット１８の周囲にあわせて熱源１９（高周波加熱、電気抵抗加熱、ガス、灯油等）を設置する。金属や磁性体ジャケット１８に溶液７を供給する配管の途中に制御弁８を挿入する。金属や磁性体ジャケット１８の加熱冷却済みの溶液７を放出させる放出管９の中間に制御弁１０を取り付ける。
この場合、高周波加熱で説明する、金属や磁性体ジャケット１８の周囲に金属や磁性体ジャケット１８の形状に合わせて高周波加熱コイル２０を設置し、高周波加熱で金属や磁性体ジャケット１８を加熱する。

加熱動作の時は、制御弁８と制御弁１０を開き、金属や磁性体ジャケット１８の内部に加熱した溶液７を金属や磁性体ジャケット１８の内部容量と加圧圧力（制御温度）の適合量を供給して制御弁８と制御弁１０を閉じ、金属や磁性体ジャケット１８を密閉とする。又、初めから金属や磁性体ジャケット１８の内部に溶液７を充填封入しておいても良い。高周波加熱コイル２０に高周波電流を供給し金属や磁性体ジャケット１８を加熱する、金属や磁性体ジャケット１８の圧力１２は上昇し、圧力調節器１３により圧力１２を検出し高周波電流を調節して高周波加熱コイル２０の加熱容量を制御し、金属や磁性体ジャケット１８の圧力１２を制御する。圧力１２に応じて金属や磁性体ジャケット１８の温度も同時に上昇する。圧力調節器１３をプログラム制御すれば、パターン温度制御が可能となる。

冷却動作の時は、制御弁８と制御弁１０を開き、金属や磁性体ジャケット１８の内部に冷却した溶液７を金属や磁性体ジャケット１８の内部に適合量を供給して、加熱された金属や磁性体ジャケット１８を冷却する。高周波加熱コイル２０に高周波電流を供給し金属や磁性体ジャケット１８を加熱して、高周波電流容量調整と溶液７の水量により金属や磁性体ジャケット１８の温度を制御する、高周波電流容量調整により急速冷却が可能となる。

蒸気を使用した場合、制御弁８と制御弁１０を開き、金属や磁性体ジャケット１８に蒸気１４を供給する。金属や磁性体ジャケット１８の加熱済みの蒸気１４は放出管９より放出され。金属や磁性体ジャケット１８の圧力１２は急上昇する。蒸気１４により金属や磁性体ジャケット１８の内部の圧力１２が一定圧力に達すると圧力調節器１３の信号により、制御弁８と制御弁１０を閉じて金属や磁性体ジャケット１８に供給される蒸気１４を停止し蒸気を封入する、このとき金属や磁性体ジャケット１８の圧力と温度の相関関係により蒸気の固有の温度となる。金属や磁性体ジャケット１８の周囲の高周波加熱コイル２０に高周波電流を供給して金属や磁性体ジャケット１８を加熱し、金属や磁性体ジャケット１８の圧力１２を一定に保てば蒸気を停止したまま温度も一定となり、蒸気１４の熱量の損失なく、タンクや鍋及び釜１の保温及び加熱が可能となる。金属や磁性体ジャケット１８は非金属や非磁性体ジャケットに置き換えても使用できる。

タンクや鍋及び釜やジャケット、又は、二重管の形状に合わせて高周波コイルを設置し、高周波加熱するタンクや鍋及び釜の加熱方法。

発明の効果

本案により次のことが改善された、圧力と温度の相関関係により加熱温度の精度が向上した。タンクや鍋及び釜の温度分布が均一となる。急速加熱、急速冷却が出来る。プログラム制御が可能となる。安定した製品加工が出来る。新しい製品加工の開発が出来る、高周波加熱と組み合わせると効率が９０％以上となり省エネルギーとなる。溶液の充填量が少ないので加熱時間が短い、又、蒸気の使用量は一定圧力で遮断するため蒸気の使用量は少なく、外部に放出される蒸気がなく、熱源の熱のロスがない、高周波加熱や電気抵抗加熱を使用すると炭酸ガスの発生がない、密閉工場でも操業が可能なタンクや鍋及び釜の加熱方法となった。

タンクや鍋及び釜の加熱方法の原理図 タンクや鍋及び釜の加熱方法の原理図 タンクや鍋及び釜の加熱方法の原理図

符号の説明

１ タンクや鍋及び釜
２ 加工製品
３ 側面や底
４ 金属や磁性体ジャケット
５ 金属や磁性体ジャケット
６ 熱源
７ 溶液
８ 制御弁
９ 放出管
１０ 制御弁
１１ 高周波加熱コイル
１２ 圧力
１３ 圧力調節器
１４ 蒸気
１５ 非金属や非磁性体ジャケット
１６ 非金属や非磁性体ジャケット
１７ 側面
１８ 金属や磁性体のジャケット
１９ 熱源
２０ 高周波加熟コイル

Claims (7)

1. タンクや鍋及び釜の底や側面及び周囲に金属や磁性体のジャケット、又は、二重管を設置し、熱源により、直接ジャケット、又は、二重管を加熱し、ジャケット、又は、二重管で発生した熱によりタンクや鍋及び釜を保温及び加熱をするタンクや鍋及び釜の加熱方法。
2. タンクや鍋及び釜の底や側面及び周囲に非金属や非磁性体のジャケット、又は、二重管を設置し、高周波加熱により、非金属や非磁性体を透して直接タンクや鍋及び釜を加熱する、又は、熱源により、ジャケット、又は、二重管を加熱し、ジャケット、又は、二重管で発生した熱によりタンクや鍋及び釜を保温及び加熱をする、タンクや鍋及び釜の加熱方法。
3. 請求項１、又は、請求項２を特徴とするタンクや鍋及び釜のジャケット、又は、二重管に各種の溶液を必要量充填封入し、ジャケット、又は、二重管を密閉して、これを熱源により加熱する、加熱によりジャケット、又は、二重管内の圧力が上昇する、このときのジャケット、又は、二重管内の圧力及び温度を制御することにより発生したジャケット、又は、二重管内の熱をタンクや鍋及び釜に伝熱する、タンクや鍋及び釜の加熱方法。
4. 請求項１、又は、請求項２を特徴とするタンクや鍋及び釜のジャケット、又は、二重管内に各種の溶液を流量調節して通水する、更にこれを熱源により加熱し溶液と相互調整することにより、ジャケット、又は、二重管内圧力を上昇及び下降させ、ジャケット、又は、二重管内に発生する溶液温度を加熱及び冷却させ、この熱をタンクや鍋及び釜に伝熱する、タンクや鍋及び釜の加熱方法。
5. 請求項１、又は、請求項２を特徴とするタンクや鍋及び釜のジャケット、又は、二重管に各種の加熱溶液及び蒸気を流量調節して供給し、ジャケット、又は、二重管を加熱する、これが一定条件（温度又は圧力）に達した時点でジャケット、又は、二重管を密閉し、各種の加熱溶液及び蒸気を封入し、これを熱源により加熱により制御し、ジャケット、又は、二重管内の圧力及び温度を制御する、タンクや鍋及び釜の加熱方法。
6. 熱源に高周波加熱、電気抵抗加熱、ガス、灯油等を使用した、請求項１、又は、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５を特徴とする、タンクや鍋及び釜の加熱方法。
7. ジャケット、又は、二重管やタンクや鍋及び釜の形状に合わせて高周波コイルを設置し、高周波加熱する、請求項１、又は、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５を特徴とする、タンクや鍋及び釜の加熱方法。

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