JP2009011211A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パック食材等の対象物を加熱する際に加熱開始の初期から急速な加熱を効率的に行うことが可能な熱処理装置を提供すること。
【解決手段】対象物Ｗが収納可能とされた筐体２１と、前記筐体２１内部に配置され前記対象物Ｗに熱媒体Ｍを噴射するノズル３０と、前記筐体２１の下部に配置され前記ノズル３０から噴射された前記熱媒体Ｍを受けるとともに貯留するタンク２５と、前記タンク２５内に貯留された前記熱媒体Ｍを前記ノズル３０に循環させる循環ポンプが設けられた熱媒体循環回路と、前記タンク２５内の熱媒体Ｍを加熱する加熱部５１と、前記熱媒体Ｍの温度を調整する温度制御手段とを備えた熱処理装置１であって、前記温度制御手段は、前記循環ポンプを停止した状態で前記タンク２５内の前記熱媒体Ｍを加熱することにより前記熱媒体Ｍの予熱をする予熱制御部を有していることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、包装された食材等の対象物に対して、加熱、冷却等の熱処理を行うための熱処理装置に関する。

近年、例えば、食材や調理された食品を大量に保存する場合、食材や調理された食品を真空包装袋に入れて真空包装して保存することが広く行われている。
このように真空包装された食材（以下、パック食材という）等の保存に際しては、調理された食材を真空包装後に加熱して調理、殺菌する場合があり、このようにパック食材等の加熱を効率的に行うための加熱装置に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、パック食材を調理する場合には、調理後の風味や食感を確保しつつ殺菌する必要があり、例えば、スチームコンベクションオーブンを用いて加熱し、その後、所定の時間内にブラストチラーを用いて冷却する場合があり、パック食材を加熱、冷却可能な関連技術としてレトルト用の加熱冷却装置に関する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００３−３１９７６７号公報 特許第３５４６０８２号公報

しかしながら、熱処理装置を用いて、例えば、肉等が包装されたパック食材をタンパク質凝固温度（６２℃）、水分発散作用温度（６８℃）等の食材の性質を変化させる温度を超えて加熱、調理する場合には、パック食材をゆっくりと加熱するとパック食材の芯温が設定温度に到達するまでの時間が長くなってパック食材全体が上記温度以上で長時間加熱されることになり、その結果、食材の味覚、風味が低下する可能性があるという問題があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、パック食材等の対象物を加熱する際に加熱開始の初期から急速な加熱を効率的に行うことが可能な熱処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１記載の発明は、対象物が収納可能とされた筐体と、前記筐体内部に配置され前記対象物に熱媒体を噴射するノズルと、前記筐体の下部に配置され前記ノズルから噴射された前記熱媒体を受けるとともに貯留するタンクと、前記タンク内に貯留された前記熱媒体を前記ノズルに循環させる循環ポンプが設けられた熱媒体循環回路と、前記タンク内の熱媒体を加熱する加熱部と、前記熱媒体の温度を調整する温度制御手段とを備えた熱処理装置であって、前記温度制御手段は、前記循環ポンプを停止した状態で前記タンク内の前記熱媒体を加熱することにより前記熱媒体の予熱をする予熱制御部を有していることを特徴とする。

この発明に係る熱処理装置によれば、筐体の下部に設けられたタンク内に貯留された熱媒体を加熱部により直接加熱するので、加熱において高い熱効率を確保することができる。
また、タンク内に貯留された熱媒体の予熱が可能であるので、加熱開始の初期から高温の熱媒体を対象物に噴射して対象物を急速に加熱することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の熱処理装置であって、前記温度制御手段は、前記タンク内の熱媒体の温度を測定するタンク水温センサを備え、前記予熱制御部は、前記タンク水温センサにより検出される温度が、設定温度に到達するまで前記予熱をすることを特徴とする。

この発明に係る熱処理装置によれば、タンク内で設定温度まで予熱された熱媒体を対象物に噴射することが可能なので、対象物を設定温度まで急速に加熱することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の熱処理装置であって、前記温度制御手段は、前記熱媒体の温度を測定する温度センサと、前記熱媒体循環回路と前記タンクとの少なくともいずれかに給水する給水装置とを備え、前記循環ポンプが前記ノズルに前記熱媒体を循環させているときに、前記温度センサにより検出される温度が設定温度より高い場合に前記給水装置から給水することを特徴とする。

この発明に係る熱処理装置によれば、熱媒体循環回路とタンクとの少なくともいずれかに給水装置が接続されているので、循環している熱媒体よりも低い温度の水を給水することにより設定温度より高い温度の熱媒体を容易に温度調整することが可能である。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱処理装置であって、前記加熱部は、外部から供給される蒸気を前記タンク内に注入して前記熱媒体を加熱することを特徴とする。

この発明に係る熱処理装置によれば、蒸気をタンク内の熱媒体に直接注入して熱媒体を加熱することができるので、熱媒体の加熱に際して熱エネルギーの系外への持ち去りを防止することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱処理装置であって、前記タンクに前記熱媒体を排出するオーバーフロー配管が設けられていることを特徴とする。

この発明に係る熱処理装置によれば、給水装置による給水や蒸気を熱媒体に注入した際の蒸気の凝縮によりタンク内に新たに熱媒体が供給されても、タンク内の熱媒体がオーバーフロー配管を介して排出され、タンク内に貯留される熱媒体が一定量に保たれるので安定した温度制御が可能であり、また、熱媒体がタンクから溢れることが防止される。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱処理装置であって、前記筐体には開口部が形成され、前記開口部を開閉する開口扉と、前記開口扉の開閉状態を検出する開口検出手段とを有し、前記予熱制御部は、前記開口検出手段による前記開口扉の閉鎖が検出された場合に前記予熱をすることを特徴とする。

この発明に係る熱処理装置によれば、開口扉が閉鎖されている場合にのみ予熱が可能であるため、タンク内の熱媒体を予熱しても蒸気が筐体の開口部から外部に漏れることがなく、作業環境の劣化が抑制されて良好な作業環境が確保される。

この発明に係る熱処理装置によれば、循環ポンプを停止してタンク内の熱媒体を加熱することによりタンク内の熱媒体を予熱することができるようになっているので、対象物を急速に加熱することができる。

以下、図１から図４を参照し、この発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、この発明に係る加熱冷却装置（熱処理装置）の概略構成を示す図であり、符号１は、加熱冷却装置を示している。

加熱冷却装置１は、加熱冷却装置本体２０と、熱媒体循環回路４０と、給水装置４６と、加熱部５１と、冷水供給部６０と、温度制御手段７０とを備え、温度制御手段７０により温度調整された熱媒体Ｍをノズル３０から噴射して、例えばパック食材（対象物）Ｗを加熱することができるようになっている。また、温度制御手段７０は、予熱制御部７０Ａを備え、熱媒体Ｍを予熱可能に構成されている。
また、第１の実施の形態において、加熱冷却装置１は、パック食材Ｗを冷却することも可能とされている。
この実施の形態において、熱媒体Ｍは水が温度調整された構成とされ、パック食材Ｗを加熱する場合には温水Ｈの状態で、冷却する場合には冷水Ｃの状態で用いられるようになっている。

加熱冷却装置本体２０は、筐体２１と、ノズル３０と、タンク２５とを備え、筐体２１は、図２、図３に示すように、外形が略直方体とされ、ひとつの側面部に矩形状の開口部２２が形成され、この開口部２２を介してパック食材Ｗを積載するための台車２４が加熱冷却装置本体２０内に出し入れ可能とされるとともに、開口部２２には開口扉２３が開閉自在に設けられている。また、加熱冷却装置本体２０は、筐体２１の下部にタンク２５が設けられている。

また、筐体２１の内部には、パック食材Ｗに挿入可能な位置に品温センサＴ１が配置され、この品温センサＴ１によりパック食材Ｗの品温、例えば、芯温等の測定が可能とされている。

開口扉２３は、ノブにより開閉操作して開口部２２を液密に閉鎖可能とされ、開口扉２３の開閉状態はドアスイッチ（開口検出手段）２３Ｓにより検出可能とされ、ドアスイッチ２３Ｓによる検出信号は、温度制御手段７０を構成する温度制御回路７１に入力され、開口扉２３が開口状態の場合には起動スイッチを操作しても加熱部５１の蒸気供給バルブ５１Ｖが開かないように構成されている。

台車２４は、加熱冷却装置本体２０内部に収納自在に構成され、熱媒体Ｍが流通可能な貫通孔が複数形成されパック食材Ｗが収納される受け皿、いわゆるホテルパンが、上下方向に間隔をあけて複数積載可能とされている。

また、台車２４は、台車２４を移動自在に支持する車輪２４Ａによって加熱冷却装置本体２０内部に設けられた台車用テーブル２４Ｂに載置可能とされている。

タンク２５は、加熱冷却装置本体２０の下部に、熱媒体Ｍが貯留可能に設けられており、ノズル３０から噴射された熱媒体Ｍを受けることができるようになっている。また、タンク２５には、加熱部５１が接続されて、タンク２５内に貯留された熱媒体Ｍ（温水Ｈ、冷水Ｃ）を加熱して熱媒体Ｍの温度を調整することができるようになっている。

加熱部５１は、蒸気供給管５１Ａと、蒸気供給バルブ５１Ｖと、蒸気供給管５１Ｂとを備え、蒸気供給管５１Ａは上流側が蒸気供給源に接続され、蒸気供給管５１Ｂは下流側がタンク２５内の熱媒体Ｍに浸漬可能に接続され、また、タンク２５には、レベルセンサＬＡ及びタンク水温センサＴ２が設けられていて、タンク２５内の熱媒体Ｍの液位及び温度が検出可能とされている。

蒸気供給バルブ５１Ｖは、温度制御回路７１からの指令により開度が制御可能とされ、予熱工程及び加熱工程においてタンク２５内に調整された量の蒸気を注入してタンク２５内の熱媒体Ｍを加熱、温度調整するようになっている。なお、蒸気供給バルブ５１Ｖを開閉することによりＯＮ−ＯＦＦ制御とすることも可能である。

蒸気供給バルブ５１Ｖは、予熱工程において、タンク水温センサＴ２にて検出されるタンク２５内の熱媒体Ｍが設定温度に到達するまで開かれ、加熱工程においては、噴射温度測定センサ（温度センサ）Ｔ３により検出される熱媒体Ｍの温度が設定温度以下の場合に開かれ、設定温度に対して所定の範囲内に到達したら閉じられるようになっている。

また、タンク２５には、液位上限位に対応する位置にオーバーフロー配管２５Ａが接続されるとともにタンク２５の底部に排出配管２９が接続されており、給水装置４６による給水及びタンク２５内に注入された蒸気の凝縮により熱媒体Ｍの容積が増加した場合に熱媒体Ｍがオーバーフロー配管２５Ａから排出されるとともに、必要に応じて電磁バルブ２９Ｖを開いて排出配管２９から熱媒体Ｍが排出可能とされている。

また、タンク２５には、例えば、熱媒体Ｍが噴射された際にパック食材Ｗ表面に付着していた液汁等が熱媒体循環回路４０内の熱媒体Ｍに混入、熱媒体循環回路４０内を循環し、長期間の後にタンク２５及び熱媒体循環回路４０内に液汁成分が付着、堆積するのを防止するために、タンク２５内に液体洗剤を注入するための薬注器５５が設けられている。

薬注器５５は、液体洗剤を保持する保持タンク５５Ｔと、液体洗剤をタンク２５内に供給する吐出ポンプ５５Ｐとを備え、吐出ポンプ５５Ｐの吐出側の管路の先端はタンク２５の上限液位に対応する位置よりわずかに上方に位置されている。
薬注器５５による液体洗剤の注入は、例えば、１週間に一回程度実施され、注入された液体洗剤は、タンク２５及び熱媒体循環回路４０を熱媒体Ｍとともに循環して熱媒体循環回路４０内部に付着、堆積した液汁等の固化成分を洗浄、除去するようになっている。

ノズル３０はノズル分配管３２に設けられるとともに加熱冷却装置本体２０内に収納された台車２４の両側方に配置されて、台車２４に積載されたパック食材Ｗに熱媒体Ｍを噴射してパック食材Ｗを加熱、冷却するようになっている。
ノズル分配管３２は、図２、図３に示すように、例えば、台車２４の両側方に、加熱冷却装置本体２０の上方から下方に延在してそれぞれ２組ずつ設けられており、ノズル３０はそれぞれのノズル分配管３２の長手方向に沿って等間隔に配置されている。

熱媒体循環回路４０は、温水Ｈと冷水Ｃが流通する主循環回路４１と、冷水Ｃのみが流通する冷水循環回路４２と、主循環回路４１と冷水循環回路４２とを選択的に切り替え自在とされた切替回路４３とを備えている。

主循環回路４１は、上流側端部はタンク２５の底部に接続されるとともに、循環ポンプ４１Ｐ、流量調整弁Ｆ１、モータバルブＶ１、フロースイッチＦ２がこの順に配置され、ノズル分配管３２に接続され、流量調整弁Ｆ１とフロースイッチＦ２側の間には、温水Ｈのみがバイパス流通する温水バイパス回路部４１Ａが形成されている。

この温水バイパス回路部４１Ａの下流側にはノズル３０から噴射される熱媒体Ｍの温度を測定するための噴射温度測定センサＴ３が配置され、噴射温度測定センサＴ３により検出された信号は、前述のタンク水温センサＴ２とともに温度制御回路７１に入力され、蒸気供給バルブ５１Ｖの開閉を介して温水Ｈが温度調整可能とされている。
また、流量調整弁Ｆ１と温水バイパス回路部４１Ａの間には、モータバルブ４９Ｖを介して排水管路４９が接続され、モータバルブ４９Ｖを開くことにより熱媒体循環回路４０内の熱媒体Ｍが外部に排出可能とされている。

主循環回路４１には、給水装置４６が接続され、給水装置４６は、給水配管４６Ａと、原水タンク４６Ｔと、給水ポンプ４６Ｐと、軟水装置４７と、電磁バルブ４６Ｖと、レベルセンサＬＡとを備え、給水配管４６Ａの上流側は給水源Ａに接続され、給水ポンプ４６Ｐ、軟水装置４７、電磁バルブ４６Ｖがこの順序で配置され、下流側が循環ポンプ４１Ｐの上流側に接続されている。

給水装置４６は、給水ポンプ４６Ｐを駆動しながら電磁バルブ４６Ｖの開度を調整することにより熱媒体循環回路４０への給水が可能とされており、タンク２５内の熱媒体Ｍの量が減少してレベルセンサＬＡにより検出される熱媒体Ｍの液位が設定値以下となった場合の水の補給と、噴射温度測定センサＴ３により検出される熱媒体Ｍの温度が設定温度よりも高い場合に熱媒体Ｍの温度を下げて温度調整するための給水を行うようになっている。

軟水装置４７は、イオン交換樹脂を用いて給水に含まれる硬度分を除去するためのものであり、イオン交換樹脂が充填され上下方向に液体が流通可能とされた樹脂筒の下部から原水を上向流として通水することにより硬水が軟水化されるようになっている。

なお、軟水装置４７は、例えば、樹脂筒と、原水タンクと、塩水タンクとを備えた構成とされることにより、塩水タンクからの飽和塩水と原水とを混合して樹脂筒内を流下させてイオン交換樹脂が再生可能とされるとともに、塩水を樹脂筒外に排出した後に樹脂筒内に原水のみを流下させてイオン交換樹脂を水洗、塩分を系外に除去してイオン交換樹脂が自動再生可能とされていることが望ましいが、給水に含まれる硬度分が除去できればこれに限るものではない。

温度制御手段７０は、図４に示すように、起動スイッチと、ドアスイッチ２３Ｓと、品温センサＴ１と、タンク水温測定センサＴ２と、噴射温度測定センサＴ３と、レベルセンサＬＡと、循環ポンプ４１Ｐと、蒸気供給バルブ５１Ｖと、給水ポンプ４６Ｐと、電磁バルブ４６Ｖと、温度制御回路７１とを備え、起動スイッチからの起動信号と、ドアスイッチ２３Ｓ、品温センサＴ１、タンク水温測定センサＴ２、噴射温度測定センサＴ３、レベルセンサＬＡによる検出信号が温度制御回路７１に入力され、温度制御回路７１からの制御信号が循環ポンプ４１Ｐ、蒸気供給バルブ５１Ｖ、給水ポンプ４６Ｐ及び電磁バルブ４６Ｖに出力されるように構成されている。

また、起動スイッチと、ドアスイッチ２３Ｓと、タンク水温測定センサＴ２と、循環ポンプ４１Ｐと、蒸気供給バルブ５１Ｖとは、温度制御回路７１とともに予熱制御部７０Ａを構成している。

切替回路４３は、モータバルブＶ１と、モータバルブＶ２と、モータバルブＶ３とを備えており、モータバルブＶ１は温水バイパス回路部４１Ａに、モータバルブＶ２は温水バイパス回路部４１Ａの上流端部と冷水循環回路４２の上流端部との間に、モータバルブＶ３は温水バイパス回路部４１Ａの下流端部と冷水循環回路４２の下流端部との間に設けられている。

冷水循環回路４２は、上流端部がモータバルブＶ２を介して温水バイパス回路部４１Ａの上流端部に接続され、冷水タンク６２、冷水循環ポンプ４２Ｐ、フロースイッチＦ３が、この順番で配置され、下流端部がモータバルブＶ３を介して温水バイパス回路部４１Ａの下流端部に接続されている。

冷水タンク６２は、加熱された１台車あたりのパック食材Ｗを冷却した場合の熱エネルギーによって冷水Ｃの水温が大きく上昇しない程度の充分な量の冷水Ｃが貯留可能とされており、冷水循環回路４２の上流側から流入する冷水Ｃが底部に接続された管路から流出可能とされている。

また、冷水タンク６２は底部に接続された管路６３を介して冷却装置６４と接続されるとともに、冷水タンク６２と冷却装置６４とは冷水供給部６０を構成していて、冷水供給部６０は、冷水循環回路４２を循環してきた冷水Ｃを冷却して冷水Ｃの水温を調整可能とされている。
また、冷水タンク６２には、冷水用給水器６５と、排水回路６６とが接続され、冷水Ｃの液位を検出するためのレベルセンサＬＢが設けられている。

冷水用給水器６５は、給水管路６５Ａと、電磁バルブ６５Ｖと、ボールタップＬＣとを備え、上流側が給水源Ｂに接続されるとともに下流側が冷水タンク６２に接続されており、ボールタップＬＣが冷水Ｃの液位の低下を検出すると給水源Ｂから冷水タンク６２に給水可能とされている。

排水回路６６は、管路６６Ａ、管路６６Ｂ、バルブ６６Ｖを備えており、管路６６Ａは上流側が冷水タンク６２の上限液位に対応する位置に接続されていて冷水タンク６２内の冷水Ｃが上限液位を超えた場合に冷水Ｃをオーバーフローさせて冷水タンク６２内の冷水Ｃの上限液位を維持するようになっている。
また、管路６６Ｂはバルブ６６Ｖを介して冷水タンク６２の底部に接続され、このバルブ６６Ｖを操作することにより冷水タンク６２内の液位を任意に調整できるようになっている。

冷水用給水器６５は、前述のレベルセンサＬＢの検出信号に基づいて制御され、例えば、冷水タンク６２内の液位が設定値以下となった場合に電磁バルブ６５Ｖが開かれて冷水タンク６２に給水されるようになっている。

冷却装置６４は、例えば、コンプレッサにより圧縮された冷媒を断熱膨張させることによって冷水Ｃから熱を奪い取って冷水Ｃを冷却させる構成とされており、冷却装置６４の上流側は冷水タンク６２の底部に管路６３Ａを介して接続され、管路６３Ａには、循環ポンプ６３Ｐ及びフロースイッチＦ４がこの順に配置されている。
また、冷却装置６４の下流側は冷水タンク６２の底部に管路６３Ｂを介して接続され、管路６３Ｂには、フロースイッチＦ５が配置されている。
かかる構成により、冷水タンク６２から冷却装置６４に導かれた冷水Ｃは冷却されて温度調整可能とされている。

また、冷水循環回路４２の上流側と下流側との間は、凍結防止用バイパス４２Ｂにより接続され、凍結防止用バイパス４２Ｂには電磁バルブ４２Ｖが設けられていて、冬季に冷水Ｃが凍結する虞がある場合に電磁バルブ４２Ｖを開いて冷水循環ポンプ４２Ｐにより冷水Ｃを凍結防止用バイパス４２Ｂを介して冷水循環回路４２内で循環させることにより、冷水Ｃの凍結が防止可能とされている。

次に、加熱冷却装置１の作用について説明する。
加熱冷却装置１による加熱冷却運転は、自動運転により、例えば、以下に示すように待機工程、予熱工程、加熱工程、冷却工程の順序で移行する。なお、手動運転による場合は、各工程の運転条件が満足されている場合には、任意の順序で運転してもよい。
（１）レベルセンサＬＡにより検出されるタンク２５内の液位が設定値に到達していない場合には待機工程に移行してタンク２５内の液位が設定値に到達するまで給水装置４６からタンク２５内に給水され、タンク２５内の液位が設定値以上の場合には予熱工程に移行する。
（２）タンク水温センサＴ２により検出された熱媒体Ｍの温度が設定温度に到達していない場合には予熱工程に移行し、設定温度以上の場合には加熱工程に移行する。
（３）加熱工程が終了すると、冷却工程に移行する。

〔開口扉２３の作用〕
（１）パック食材Ｗが収納された台車２４を、予熱工程、加熱工程に先立って筐体２１内の所定の位置に配置する。
（２）開口扉２３を閉じる。
開口扉２３が閉じられると、開口扉２３が閉鎖状態であることがドアスイッチ２３Ｓにより検出され、その検出信号が温度制御回路７１に入力される。
（３）加熱冷却装置１の起動スイッチを入れる。
起動信号が温度制御回路７１に入力され、上述の開口扉２３が閉鎖状態である場合には予熱工程へ移行する。ドアスイッチ２３Ｓによる開口扉２３が閉鎖状態であることを示す検出信号が温度制御回路７１に入力されていない場合には検出信号が入力されるのを待って予熱工程に移行する。
なお、この実施の形態において、レベルセンサＬＡによるタンク２５内の熱媒体Ｍの液位も予熱工程に移行するための条件とされている。

〔予熱工程〕
（１）起動スイッチをＯＮにする。
（２）起動スイッチからの起動信号が温度制御回路７１に入力されると、ドアスイッチ２３Ｓによる開口扉２３の閉鎖を示す検出信号と、レベルセンサＬＡによるタンク２５内の熱媒体Ｍが設定液位に到達していることを示す検出信号とが入力されている場合には、温度制御回路７１は加熱部５１の蒸気供給バルブ５１Ｖを開いてタンク２５内の熱媒体Ｍに蒸気を注入する。この場合、蒸気供給バルブ５１Ｖは、熱媒体Ｍの温度に対応した開度に制御される。
（３）予熱工程において注入した蒸気が凝縮することにより容積が増加した熱媒体Ｍはオーバーフロー配管２５Ａによりタンク２５から排出されて、熱媒体Ｍの液位は維持される。
（４）タンク水温センサＴ２により検出されるタンク２５内の熱媒体Ｍの温度が設定温度に到達したら予熱が完了する。

〔加熱工程〕
予熱工程が完了したら、加熱工程に移行する。
加熱工程における熱媒体Ｍの温度調整は、この実施の形態では噴射温度測定センサＴ３が検出した温度を基準としてタンク２５内の熱媒体Ｍの温度を調整して行われる。
これは、熱媒体Ｍが熱媒体循環回路４０を循環している場合には、噴射温度測定センサＴ３により検出される熱媒体Ｍの温度とタンク２５内の熱媒体Ｍの温度とがほぼ等しくなり、さらに熱媒体Ｍがタンク２５からノズル分配管３２に移動するまでの外乱による影響を噴射温度測定センサＴ３で検出して蒸気供給バルブ５１Ｖの制御に反映させることが可能な点で好適である。

（１）加熱工程は、熱媒体循環回路４０を熱媒体Ｍが主循環回路４１を流通する構成とする。熱媒体Ｍが主循環回路４１を経由するためには、モータバルブＶ１を開くとともに、モータバルブＶ２、モータバルブＶ３を閉じる。
（２）次いで、循環ポンプ４１Ｐを駆動して、熱媒体循環回路４０内に熱媒体Ｍ（温水Ｈ）を循環させて、タンク２５内の熱媒体Ｍを主循環回路４１経由でノズル分配管３２に送りノズル３０からパック食材Ｗに熱媒体Ｍを噴射する。
（３）ノズル分配管３２内を通過する熱媒体Ｍの温度を噴射温度測定センサＴ３により検出され、その検出信号が温度制御回路７１に入力される。
（４）温度制御回路７１に入力された熱媒体Ｍの温度が設定温度に対して所定の範囲、例えば、プラスマイナス１℃以内の範囲に維持されるようにタンク２５内の熱媒体Ｍの温度調整が行われる。
以下、熱媒体Ｍの温度調整の例を示す。
１）噴射温度測定センサＴ３により検出されたノズル分配管３２内の熱媒体Ｍの温度が設定温度の範囲よりも（例えば、＋１℃以上）高いときは、噴射温度測定センサＴ３により検出される熱媒体Ｍの温度と設定温度の偏差が小さくなるように給水装置４６の電磁バルブ４６Ｖの開度を調整してタンク２５内に給水して熱媒体Ｍの温度を下げる。
２）噴射温度測定センサＴ３により検出されたノズル分配管３２内の熱媒体Ｍの温度が設定温度の範囲よりも（例えば、−１℃以上）低いときは、噴射温度測定センサＴ３により検出される熱媒体Ｍの温度と設定温度の偏差が小さくなるように蒸気供給バルブ５１Ｖの開度を調整してタンク２５内の熱媒体Ｍを加熱される。
上記温度制御に際しては、ＰＩＤ制御を用いることが好適である。ただし、蒸気供給バルブ５１Ｖの制御を２値の開度、すなわちＯＮ−ＯＦＦにより制御してもよいことは当然である。
上記給水装置４６による給水及び蒸気供給バルブ５１Ｖの開度調整により熱媒体Ｍの温度は設定温度を目標値とした所定の範囲内、例えば、プラスマイナス１℃に維持される。
（５）加熱工程において注入した蒸気の凝縮及び給水装置４６からの給水による熱媒体Ｍの容積の増加はオーバーフロー配管２５Ａを経由してタンク２５から排出されて熱媒体Ｍの液位が維持される。
（６）噴射された温水Ｈによりパック食材Ｗが加熱され、パック食材Ｗの温度が上昇し、例えば、温度センサＴ１により検出されるパック食材Ｗの芯温が所定の値に到達したら、図示しないタイマがカウントを開始して所定時間の経過により加熱工程は終了する。

上記加熱工程において、レベルセンサＬＡにより検出される温水Ｈの液位が、設定下限以下になった場合には、給水装置４６から熱媒体循環回路４０に給水され、液位が所定の範囲内に到達したら電磁バルブ４６Ｖの開度をゼロにして熱媒体循環回路４０への給水が停止される。

〔冷却工程〕
（１）冷却工程前に冷水タンク６２内の冷水Ｃは、循環ポンプ６３Ｐを駆動して冷水タンク６２と冷却装置６４との間で循環し、冷却装置６４の設定温度まで冷却される。
（２）冷却工程は、冷水供給部６０を使用し、冷水循環回路４２を経由した冷水Ｃが熱媒体循環回路４０を循環することにより行われるため、まず、モータバルブＶ１を閉じるとともに、モータバルブＶ２、モータバルブＶ３を開いて、熱媒体循環回路４０が冷水循環回路４２を経由する構成とする。
（３）次に、循環ポンプ４１Ｐ及び循環ポンプ４２Ｐを駆動して、熱媒体循環回路４０内に冷水Ｃを循環させて、タンク２５内の冷水Ｃを冷水循環回路４２経由でノズル分配管３２に移動しノズル３０から冷水Ｃを噴射してパック食材Ｗを冷却する。

冷水循環回路４２に冷水Ｃを循環させる際に、冷水タンク６２の水位が変動して冷水循環回路４２への給水が必要な場合は、電磁バルブ６５Ｖを開いて、冷水タンク６２に給水する。
冷水タンク６２への給水は、ボールタップＬＣにより液位が制御されており、冷水Ｃの液位がボールタップＬＣの設定液位を超えると停止され、冷水Ｃの液位の低下を検出すると給水される。

なお、冷却工程に移行する際に、タンク２５内の熱媒体Ｍが温水Ｈの場合には、必要に応じてモータバルブ４９Ｖを開くとともにモータバルブＶ２を閉じて、循環ポンプ４１Ｐ及び循環ポンプ４２Ｐを運転し、タンク２５内の温水Ｈを排水するとともに、冷水タンク６２内の冷水Ｃをノズル分配管３２に送りノズル３０から噴射する。
そして、タンク２５内の水温が設定温度まで下がったら、モータバルブ４９Ｖを閉じるとともにモータバルブＶ２を開いて、冷水Ｃが冷水循環回路４２を経由するようにする。

この実施の形態における冷却工程では、冷水供給部６０を使用することにより、冷水Ｃが有する冷却能力の範囲内でパック食材Ｗを最大限冷却する構成とされているが、パック食材Ｗを常温域までしか冷却する必要がない場合は、冷水供給部６０を使用せず冷却することが可能である。

冷水供給部６０を使用しない場合における作用は以下のとおりである。
冷水供給部６０を不使用とする場合の冷却工程は、電磁バルブ４６Ｖの開度を調整して給水ポンプ４６Ｐを駆動して給水をおこないつつ、モータバルブＶ２、モータバルブＶ３は閉じた状態で、循環ポンプ４１Ｐを運転し、主循環回路４１を循環させる。タンク２５の水位は上昇するが、過剰の冷水Ｃをオーバーフロー配管２５Ａから排出させることで、タンク２５の水位を維持する。タンク水温は、徐々に給水温度に近づき、パック食材Ｗを給水温度付近、すなわち常温域まで冷却する。

上記第１の実施形態に係る加熱冷却装置１によれば、温度制御手段７０により熱媒体Ｍを設定温度まで予熱することが可能であるので、加熱工程の初期からされた設定温度に加熱された熱媒体Ｍをパック食材Ｗに噴射して急速に加熱することができる。

また、噴射温度測定センサＴ３が検出したノズル３０から噴射される熱媒体Ｍの温度に基づいてタンク２５内の熱媒体Ｍを温度調整するので、噴射される熱媒体Ｍの温度を設定温度の範囲内に容易かつ効率的に温度調整することができる。
また、加熱冷却装置１が加熱部５１と給水装置４６とを備えているので熱媒体Ｍの加熱及び冷却が可能であり、熱媒体Ｍの温度が設定温度に対して低い場合と高い場合の双方を設定温度の範囲内に温度調整することができる。

また、ノズル３０から噴射された熱媒体Ｍをタンク２５で受けて循環させるので、水および熱エネルギーの損失を抑制することができる。
また、タンク２５内の熱媒体Ｍに蒸気を直接注入するので、熱媒体Ｍの有する熱エネルギーが系外に持ち去ることがなく熱媒体循環回路４０の熱媒体Ｍの加熱に用いられるので高い熱効率を確保することができる。

また、給水装置４６による給水や注入した蒸気の凝縮によりタンク２５内に新たに供給された熱媒体Ｍがオーバーフロー配管２５Ａからタンク２５から排出されて、タンク２５内に貯留される熱媒体Ｍが一定量に保たれるので安定した温度制御が可能であり、また、熱媒体Ｍが溢れ出ることが抑制される。

また、開口扉２３が開口されている場合にはタンク２５内の熱媒体Ｍが予熱されることがないため、熱媒体Ｍが加熱される際の蒸気が筐体２１の開口部２２から外部に漏れることが抑制され、作業環境の劣化が抑制されて良好な作業環境が確保される。

また、熱媒体Ｍとして給水源Ａから供給される水が、軟水装置４７を経由して軟水化されて熱媒体循環回路４０に供給されるので硬水成分による析出物の発生が抑制され、長期間の使用に際してもタンク２５や熱媒体循環回路４０を構成する配管への析出物の堆積及び経路縮小の発生が抑制される。

また、加熱部５１で用いられる蒸気がリボイラにより加熱されたクリーン蒸気とされるので、蒸気をタンク２５内に直接注入し熱媒体循環回路４０を循環させても、パック食材Ｗ、タンク２５内および熱媒体循環回路４０への析出物の発生を抑制することができる。

次に、この発明の第２の実施形態について説明する。
図５、図６は、この発明の第２の実施形態に係る加熱冷却装置２を示す図である。
加熱冷却装置２が、第１の実施形態に係る加熱冷却装置１と異なるのは、加熱部５２が、蒸気供給管５２Ａと、蒸気供給バルブ５２Ｖと、熱交換器５２Ｂとを備え、熱交換器５２Ｂがタンク２５内の熱媒体Ｍに浸漬可能に配置されている点であり、熱交換器５２Ｂへの蒸気の供給は、タンク水温センサＴ２、噴射温度測定センサＴ３からの信号が温度制御回路７１に入力され、温度制御回路７１が蒸気供給バルブ５２Ｖの開度を調整して行われるようになっている。

熱交換器５２Ｂ内に供給された蒸気は熱交換器５２Ｂ内で潜熱、顕熱を放出して凝縮されるとともに熱媒体Ｍを加熱して温度調整し、凝縮された蒸気は熱交換器５２Ｂの排出口から系外に排出されるようになっている。
第２の実施形態に係る加熱冷却装置２によれば、凝縮した蒸気を熱媒体Ｍ内に混入することなく熱媒体Ｍを加熱することができる。

次に、この発明の第３の実施形態について説明する。
図７、図８は、この発明の第３の実施形態に係る加熱冷却装置３を示す図である。
加熱冷却装置３が、第１の実施形態に係る加熱冷却装置１と異なるのは、加熱部５３が、ヒータ電源５３ＰＳと、加熱ヒータ５３Ｈとを備え、加熱ヒータ５３Ｈがタンク２５内の熱媒体Ｍに浸漬可能に配置されている点であり、加熱ヒータ５３Ｈへの電力の供給は、タンク水温センサＴ２、噴射温度測定センサＴ３からの信号が温度制御手段７５を構成する温度制御回路７６に入力され、温度制御回路７６がヒータ電源５３ＰＳを駆動して行われるようになっている。
温度制御回路７６によりヒータ電源５３ＰＳが駆動されると加熱ヒータ５３Ｈが通電、加熱して熱媒体Ｍを加熱、温度調整するようになっている。
また、予熱制御部７５Ａは、第１の実施形態における蒸気供給バルブ５１Ｖに代えて加熱ヒータ５３Ｈにより構成されている。

第３の実施形態に係る加熱冷却装置３によれば、加熱部５３の構成に配管が必要とされないので構造が簡単であり、例えば、ＰＩＤ制御等を採用することにより、複雑な温度調整を容易に行うことができる。
また、熱媒体Ｍの容積を増加させることなく熱媒体Ｍを加熱することができる。

なお、この発明は、上記第１〜３の実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施の形態においては、熱処理装置が、加熱冷却装置１、２、３の場合について説明したが、加熱機能のみを備えた加熱装置に適用することも可能である。

また、上記実施の形態においては、加熱冷却装置１、２、３がタンク２５内の熱媒体Ｍを蒸気又は加熱ヒータ５３Ｈにより予熱及び加熱する場合について説明したが、熱媒体Ｍの予熱及び加熱する手段として他の手段を採用することも可能である。
また、熱媒体Ｍの予熱工程と加熱工程の双方に加熱部５１、５２、５３を用いる場合について説明したが、加熱工程に用いる加熱手段を別途設けることも可能であり、この場合の加熱手段を配管等に配置することも可能である。

また、上記実施の形態においては、加熱工程における熱媒体Ｍの温度を測定する温度センサとして噴射温度測定センサＴ３を用いて熱媒体Ｍの温度調整をする場合について説明したが、加熱工程に用いる温度センサとしてタンク水温センサＴ２を用いて熱媒体Ｍの温度調整をしてもよい。

また、上記実施の形態においては、給水装置４６による給水を、電磁バルブ４６Ｖの開度調整により行なう場合について説明したが、上記給水を電磁バルブ４６Ｖを開閉することによるＯＮ−ＯＦＦ制御とすることも可能である。

また、上記実施の形態においては、ドアスイッチ２３Ｓにより開口扉２３が閉鎖されている場合にのみ予熱をすることが可能な構成について説明したが、かかる構成の使用については任意に選択可能である。

また、上記実施の形態においては、予熱工程における設定温度が設けられる場合について説明したが、予熱における設定温度を設けない構成とすることも可能である。

また、上記実施の形態においては、予熱工程、加熱工程に先立ってパック食材Ｗが収納された台車２４を筐体２１内の所定の位置に配置する場合について説明したが、予熱工程が完了した後に開口扉２３を開けてパック食材Ｗが収納された台車２４を筐体２１内の所定の位置に配置して加熱工程を行うことも可能である。これにより、パック食材Ｗを加熱工程から加熱するので、予熱工程時の熱による影響を受けることなく、加熱開始の初期から急速な加熱を効率的に行うことができる。さらに、作業者に対して予熱工程が完了したこと、すなわちパック食材Ｗが収納された台車２４を筐体２１内に搬入するタイミングを知らせる報知手段を設ける構成とすることも可能である。

また、上記実施の形態においては、熱処理装置として、加熱と冷却とが可能な加熱冷却装置１、２、３について説明したが、加熱のみが可能な熱処理装置に適用することも可能である。
また、加熱冷却装置１、２、３が備える冷水供給部６０が、冷水タンク６２と冷却装置６４を備える場合について説明したが、冷水供給部６０を他の構成とすることも可能である。

また、上記第１、第２の実施の形態においては、加熱部５１、５２に供給される蒸気がリボイラにより加熱されたクリーン蒸気であり、熱媒体循環回路４０に供給される熱媒体Ｍが軟水装置４７で軟水化された軟水である場合について説明したが、これらは任意に選択可能な事項であってクリーン蒸気と軟水化された水のいずれか一方を用い、又はこれら双方を用いない構成とすることも可能である。

本発明の第１の実施形態に係る加熱冷却装置の概略構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る加熱冷却装置の内部を正面から見た図である。 本発明の第１の実施形態に係る加熱冷却装置の図２におけるＸ−Ｘ視した横断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る加熱冷却装置の制御部の概略を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る加熱冷却装置の概略構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る加熱冷却装置の内部を正面から見た図である。 本発明の第３の実施形態に係る加熱冷却装置の概略構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る加熱冷却装置の制御部の概略を示す図である。

符号の説明

Ｃ 冷水
Ｈ 温水
Ｍ 熱媒体
Ｗ パック食材（対象物）
Ｔ２ タンク水温センサ
Ｔ３ 噴射温度測定センサ
１、２、３ 加熱冷却装置（熱処理装置）
２０ 加熱冷却装置本体
２１ 筐体
２２ 開口部
２３ 開口扉
２３Ｓ ドアスイッチ（開口検出手段）
２５ タンク
２５Ａ オーバーフロー配管
３０ ノズル
４０ 熱媒体循環回路
４１Ｐ 循環ポンプ
４６ 給水装置
５１、５２、５３ 加熱部
６０ 冷水供給部
７０、７５ 温度制御手段
７０Ａ、７５Ａ 予熱制御部

Claims (6)

1. 対象物が収納可能とされた筐体と、
   前記筐体内部に配置され前記対象物に熱媒体を噴射するノズルと、
   前記筐体の下部に配置され前記ノズルから噴射された前記熱媒体を受けるとともに貯留するタンクと、
   前記タンク内に貯留された前記熱媒体を前記ノズルに循環させる循環ポンプが設けられた熱媒体循環回路と、
   前記タンク内の熱媒体を加熱する加熱部と、
   前記熱媒体の温度を調整する温度制御手段とを備えた熱処理装置であって、
   前記温度制御手段は、
   前記循環ポンプを停止した状態で前記タンク内の前記熱媒体を加熱することにより前記熱媒体の予熱をする予熱制御部を有していることを特徴とする熱処理装置。
2. 前記温度制御手段は、
   前記タンク内の熱媒体の温度を測定するタンク水温センサを備え、
   前記予熱制御部は、
   前記タンク水温センサにより検出される温度が、設定温度に到達するまで前記予熱をすることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
3. 前記温度制御手段は、
   前記熱媒体の温度を測定する温度センサと、
   前記熱媒体循環回路と前記タンクとの少なくともいずれかに給水する給水装置とを備え、
   前記循環ポンプが前記ノズルに前記熱媒体を循環させているときに、前記温度センサにより検出される温度が設定温度より高い場合に前記給水装置から給水することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱処理装置。
4. 前記加熱部は、外部から供給される蒸気を前記タンク内に注入して前記熱媒体を加熱することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱処理装置。
5. 前記タンクに前記熱媒体を排出するオーバーフロー配管が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱処理装置。
6. 前記筐体には開口部が形成され、
   前記開口部を開閉する開口扉と、
   前記開口扉の開閉状態を検出する開口検出手段とを有し、
   前記予熱制御部は、
   前記開口検出手段による前記開口扉の閉鎖が検出された場合に前記予熱をすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱処理装置。

Images