JP2012143407A - 過熱蒸気式焼成機 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 過熱蒸気式焼成機は、缶体１内に過熱蒸気を噴射して物品を焼成する焼成ノズル３を備えており、過熱蒸気供給手段８からの過熱蒸気は上記焼成ノズルから缶体内に噴射されて物品を焼成した後、循環通路１５から上記過熱蒸気供給手段８に循環されるようになっている。上記缶体内に飽和蒸気を噴射する飽和蒸気噴射ノズル２１を設けてあり、飽和蒸気供給手段２５からの飽和蒸気は上記飽和蒸気噴射ノズルから缶体内に噴射されて過熱蒸気に補充されて加熱され、加熱された飽和蒸気が循環通路を介して過熱蒸気供給手段に供給されるようになる。
【効果】 過熱蒸気によって加熱された飽和蒸気を過熱蒸気供給手段で加熱しているので、飽和蒸気を循環通路１５に直接供給する場合のような急激な温度低下を招くことが無く、エネルギー効率の向上を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、食品などの物品に過熱蒸気を吹き付けることにより当該物品を焼成するようにした過熱蒸気式焼成機に関する。

従来、過熱蒸気式焼成機として、過熱蒸気式焼成機の缶体内に過熱蒸気を噴射して物品を焼成する焼成ノズルと、この焼成ノズルに過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給手段とを備えたものが知られている（特許文献１）。
また従来、他の構成の過熱蒸気式焼成機として、上記構成の過熱蒸気式焼成機に循環通路を設けて、焼成ノズルから缶体内に噴射された過熱蒸気を上記循環通路を介して過熱蒸気供給手段に循環させるようにしたものも知られている（特許文献２）。

特許第３３３０８９４号公報 特開平３−８３５４７号公報

前者の過熱蒸気式焼成機においては、単純に焼成ノズルから缶体内に過熱蒸気を噴射するだけなので、エネルギー効率が悪いという欠点がある。
これに対し後者の過熱蒸気式焼成機においては、焼成ノズルから缶体内に噴射された過熱蒸気を循環通路を介して過熱蒸気供給手段に循環させ、この過熱蒸気供給手段で再加熱して再び過熱蒸気として焼成ノズルから缶体内に噴射しているので、前者の過熱蒸気式焼成機よりもエネルギー効率がよいという利点がある。
しかしながら後者の過熱蒸気式焼成機においては、消費された蒸気を補充するために飽和蒸気を上記循環通路に供給していたので、循環される過熱蒸気の大きな温度低下が生じていた。例えば、循環通路を流通する２００〜２５０℃の過熱蒸気に１２０℃程度の飽和蒸気を供給すると過熱蒸気の温度低下が急激となるので、これを所要の温度まで加熱するのに大きなエネルギーを必要とし、充分にエネルギー効率が良いものではなかった。
本発明はそのような事情に鑑み、よりエネルギー効率に優れた過熱蒸気式焼成機を提供するものである。

すなわち本発明は、過熱蒸気式焼成機の缶体内に過熱蒸気を噴射して物品を焼成する焼成ノズルと、この焼成ノズルに過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給手段と、上記焼成ノズルから缶体内に噴射された過熱蒸気を上記過熱蒸気供給手段に循環させる循環通路とを備えた過熱蒸気式焼成機において、
上記缶体内に飽和蒸気を噴射する飽和蒸気噴射ノズルと、この飽和蒸気噴射ノズルに飽和蒸気を供給する飽和蒸気供給手段とを設け、上記飽和蒸気噴射ノズルから缶体内に噴射された飽和蒸気を上記循環通路を介して過熱蒸気供給手段に供給するとともに、該過熱蒸気供給手段で加熱して、過熱蒸気として上記焼成ノズルから噴射させることを特徴とするものである。

上記構成を有する本発明においては、飽和蒸気は循環通路に直接供給されるのではなく、飽和蒸気噴射ノズルによって缶体内に供給されるので、該飽和蒸気は、上記焼成ノズルから缶体内に噴射される過熱蒸気と混合して加熱されるようになる。
そして、過熱蒸気に混合されて加熱された飽和蒸気が上記循環通路を介して過熱蒸気供給手段で所要温度の過熱蒸気に加熱されるので、従来のような急激な温度低下を招くことが無く、エネルギー効率の向上を図ることができる。

本発明の実施例を示す正面図 図１の要部の平面図 過熱蒸気の循環回路を示す回路図 飽和蒸気の循環回路を示す回路図

以下図示実施例に基づいて本発明を説明すると、図１、図２において、過熱蒸気式焼成機の缶体１内にこれを貫通して金網製多孔質コンベヤなどからなる搬送手段２を設けてあり、この搬送手段２によって食品などの物品（図示せず）を缶体１の入口１ａからその内部に搬入するとともに、缶体１内を移動させて該缶体１の出口１ｂから外部に搬出することができるようにしてある。
上記缶体１内の搬送方向中央部位置には、所要の範囲に亘って搬送手段２の上下に焼成ノズル３を設けてあり、上下の焼成ノズル３から物品に向けてそれぞれ過熱蒸気を噴射することにより、該物品を焼成することができるようにしてある。
本実施例では、各焼成ノズル３は水平面内で平行に配置した多数のパイプ４を備えており、各パイプ４に形成した多数の貫通孔（図示せず）から過熱蒸気を噴射することができるようにしてある。

図３に示すように、各焼成ノズル３に過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給手段８はブロワ９とヒータ１０とを備えており、ヒータ１０によって所要温度に加熱された過熱蒸気は配管１１を介して缶体１の側面の上下に設けたチャンバ１２にそれぞれ供給されるようになっている。
各チャンバ１２は、図１、図２に示すように搬送手段２の上下位置において、物品の搬送方向に沿って所要の範囲に亘って設けてあり、上記多数のパイプ４の末端部はそれぞれチャンバ１２内に連通させている。
したがって上記チャンバ１２に供給された過熱蒸気は、各パイプ４内を流通して各パイプ４に形成した上述の貫通孔から上記缶体１内に噴射されて、物品を焼成するようになる。

上記焼成ノズル３のパイプ４から缶体１内に噴射された過熱蒸気は、図３に示すように、循環通路１５を介して上記過熱蒸気供給手段８のブロワ９に循環され、該過熱蒸気供給手段８のヒータ１０によって再び所要の温度に加熱されて、上記焼成ノズル３のパイプ４から缶体１内に噴射されるようになっている。
なお、上記缶体１内には図示しない温度検出手段を設けてあり、缶体１内の温度に応じて上記ヒータ１０を制御することにより、循環されてきた過熱蒸気を所要の温度に加熱することができるようにしてある。
図１、図２に示すように、上記循環通路１５は缶体１の上面に接続された２本の配管１６ａ、１６ｂを備えており、一方の配管１６ａは、焼成ノズル３を設けた範囲のうちで、搬送手段２の搬送方向上流側となる位置に配置してあり、また他方の配管１６ｂは、焼成ノズル３を設けた範囲のうちで、搬送方向下流側となる位置に配置してある。
そして２つの配管１６ａ、１６ｂを流通する過熱蒸気は、１つに合流されてから上記過熱蒸気供給手段８のブロワ９に循環されるようになっている。
図示実施例では２つの配管１６ａ、１６ｂを１つに合流させて上記過熱蒸気供給手段８に還流させるようにしているが、配管１６ａ、１６ｂ毎に別個に過熱蒸気供給手段８、８を設けて、それぞれの過熱蒸気供給手段８、８により循環されてきた過熱蒸気をそれぞれ別個の温度に加熱して、別個の焼成ノズル３から物品に向けて噴射させるようにしてもよい。

次に図１、図２に示すように、上記過熱蒸気供給手段８に蒸気を補充するために、缶体１内に飽和蒸気を噴射する飽和蒸気噴射ノズル２１を設けてある。本実施例では飽和蒸気噴射ノズル２１は、上記焼成ノズル２に隣接させてそれよりも入口１ａ側と出口１ｂ側とのそれぞれに、かつ搬送手段２の上下に設けてある。
各飽和蒸気噴射ノズル２１は、それぞれ直方体形状の函体２２と、各函体２２の搬送手段２に対向する面に形成した多数の貫通孔とを備えており、各貫通孔から搬送手段２に向けて飽和蒸気を噴射することができるようにしてある。この飽和蒸気噴射ノズル２１から噴射される飽和蒸気によって、上記過熱蒸気供給手段８に蒸気を補充することができ、また缶体１内に導入される空気を遮断して該函体１内の酸素濃度を低酸素濃度に維持することができるようにしてある。

図４に示すように、上記飽和蒸気噴射ノズル２１に飽和蒸気を供給する飽和蒸気供給手段２５はボイラ２６を備えており、このボイラ２６で発生させた飽和蒸気を配管２７を介して上記各飽和蒸気噴射ノズル２１に供給することができるようにしてある。
上記配管２７の途中には、上記飽和蒸気噴射ノズル２１から噴射される飽和蒸気量を調整する調整手段としての電磁開閉弁２８を設けてあり、制御装置３１によって該電磁開閉弁２８の開閉量を制御することにより上記飽和蒸気噴射ノズル２１から噴射される飽和蒸気の供給量を制御することができるようにしてある。

図１に示すように、上記缶体１内の上部中央部に、つまり焼成ノズル３を設けた範囲の中央部上方位置に、該缶体１内に存在する酸素の濃度を検出する酸素濃度検出手段３２を設けてあり、この酸素濃度検出手段３２からの信号を上記制御装置３１に入力するようにしてある。
上記制御装置３１は、図４に示すように、上記酸素濃度検出手段３２から入力される測定酸素濃度と予め定めた所定の適正範囲の基準酸素濃度とを比較する比較部３１ａと、該比較部３１ａで比較した結果、測定酸素濃度が基準酸素濃度よりも高いか低いかを判定する判定部３１ｂと、該判定部３１ｂで判定した結果、測定酸素濃度が基準酸素濃度よりも高い場合に上記電磁開閉弁２８を開く指令と、測定酸素濃度が基準酸素濃度よりも低い場合に上記電磁開閉弁２８を閉じる指令とを出力する指令部３１ｃとを備えている。

さらに本実施例では、上記缶体１内において、入口１ａ側の飽和蒸気噴射ノズル２１の上流側に入口室３３を配置し、出口１ｂ側の飽和蒸気噴射ノズル２１の下流側に出口室３４を配置している。
上記入口室３３と出口室３４にはそれぞれ缶体１の上面に接続した配管３３ａ、３４ａを連通させてあり、上記焼成ノズル３や飽和蒸気噴射ノズル２１から噴射されて入口室３３や出口室３４に漏洩してきた過熱蒸気や飽和蒸気を、上記配管３３ａ、３４ａ並びに入口１ａや出口１ｂから缶体１の外部へ洩れ出るようにしている。
なお、上記各配管３３ａ、３４ａに吸引手段を接続して、上記入口室３３や出口室３４内を強制的に排気することも可能である。

以上の構成において、上記過熱蒸気供給手段８のブロワ９によって給送される過熱蒸気はヒータ１０によって加熱されて所定の温度の過熱蒸気となり、配管１１を介して焼成ノズル３から缶体１内に噴射される。缶体１内に噴射された過熱蒸気は、搬送手段２によって搬送されている物品を焼成した後、循環通路１５を介して上記過熱蒸気供給手段８のブロワ９に循環され、再び過熱蒸気供給手段８のヒータ１０によって所要の温度に加熱されるようになる。
他方、飽和蒸気供給手段２５のボイラ２６によって発生された飽和蒸気は、開放された電磁開閉弁２８および配管２７を介して飽和蒸気噴射ノズル２１から缶体１内に噴射される。缶体１内に噴射された飽和蒸気の一部は、焼成ノズル３から缶体１内に噴射された過熱蒸気に補充混合されて該過熱蒸気によって加熱された後、上記循環通路１５を介して上記過熱蒸気供給手段８のブロワ９に循環されるようになる。

このように本実施例においては、飽和蒸気は循環通路１５に直接供給されるのではなく、飽和蒸気噴射ノズル２１から缶体１内に供給されるので、該飽和蒸気は上記焼成ノズル３から缶体１内に噴射された過熱蒸気と混合して加熱されるようになる。したがって、飽和蒸気を循環通路１５に直接供給した場合のように過熱蒸気の急激な温度低下を招くことが無く、エネルギー効率の向上を図ることができる。

ところで、上記電磁開閉弁２８を閉じている状態では、飽和蒸気が飽和蒸気噴射ノズル２１から缶体１内に噴射されることはなく、この状態であっても、上記焼成ノズル３から缶体１内に噴射された過熱蒸気によって物品を焼成することができるが、その焼成領域に外部の空気が侵入し易くなる。そして焼成領域に外部の空気が侵入すると、焼成領域の酸素濃度が高くなるので、物品の焼成の品質が悪くなる。
これを防止するためには、過熱蒸気の噴射領域と噴射量とを大きくすればよいが、エネルギー効率は低下する。
他方、上記電磁開閉弁２８を開放している状態では、飽和蒸気は飽和蒸気噴射ノズル２１から缶体１内に連続的に噴射されているので、この状態では、上記焼成焼成領域に外部の空気が侵入しにくくなる。したがってこの状態では、上記焼成領域の酸素濃度は低酸素濃度に維持されるようになり、従来既に知られているように、上記焼成領域を低酸素濃度に維持することによって物品を良好に焼成することができる。

しかしながら、飽和蒸気噴射ノズル２１から飽和蒸気を缶体１内に常に噴射し続けることは、エネルギー効率の観点からは好ましくない。
しかるに本実施例においては、缶体１内に存在する酸素の濃度を検出する酸素濃度検出手段３２を設けてあり、この酸素濃度検出手段３２からの信号によって缶体１内の測定酸素濃度が基準酸素濃度よりも高い場合に上記電磁開閉弁２８を開き、測定酸素濃度が基準酸素濃度よりも低い場合に上記電磁開閉弁２８を閉じるようにしているので、上記焼成領域の酸素濃度を低酸素濃度に維持しながら、可及的に飽和蒸気の噴射量を低減してエネルギー効率の改善を図ることが可能となる。

なお、上記実施例では飽和蒸気噴射ノズル２１を缶体１の入口１ａと出口１ｂとの両方に設けているが、いずれか一方だけでもよく、また缶体１の中央上部や中央側部などの物品の焼成を行う領域に設けてもよい。
さらに上記酸素濃度検出手段３２を省略して、飽和蒸気を所定時間毎に所定量ずつ供給するようにしてもよく、この場合には飽和蒸気の供給量を検出できる流量計を設けることが望ましい。

１ 缶体 １ａ 入口
１ｂ 出口 ２ 搬送手段
３ 焼成ノズル ８ 過熱蒸気供給手段
９ ブロワ １０ ヒータ
１５ 循環通路 ２１ 飽和蒸気噴射ノズル
２５ 飽和蒸気供給手段 ２６ ボイラ
２８ 電磁開閉弁（調製手段） ３１ 制御手段
３２ 酸素濃度検出手段 ３３ 入口室
３４ 出口室

Claims (3)

1. 過熱蒸気式焼成機の缶体内に過熱蒸気を噴射して物品を焼成する焼成ノズルと、この焼成ノズルに過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給手段と、上記焼成ノズルから缶体内に噴射された過熱蒸気を上記過熱蒸気供給手段に循環させる循環通路とを備えた過熱蒸気式焼成機において、
   上記缶体内に飽和蒸気を噴射する飽和蒸気噴射ノズルと、この飽和蒸気噴射ノズルに飽和蒸気を供給する飽和蒸気供給手段とを設け、上記飽和蒸気噴射ノズルから缶体内に噴射された飽和蒸気を上記循環通路を介して過熱蒸気供給手段に供給するとともに、該過熱蒸気供給手段で加熱して、過熱蒸気として上記焼成ノズルから噴射させることを特徴とする過熱蒸気式焼成機。
2. 上記物品は上記缶体内に設けられた搬送手段により該缶体の入口から搬入されて該缶体の出口から搬出されるようになっており、上記飽和蒸気噴射ノズルは、上記缶体の入口および／または出口に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の過熱蒸気式焼成機。
3. 上記缶体内に存在する酸素の濃度を検出する酸素濃度検出手段と、上記飽和蒸気噴射ノズルから噴射される飽和蒸気量を調整する調整手段と、上記酸素濃度検出手段からの検出値により調整手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の過熱蒸気式焼成機。

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