JP2019201721A

JP2019201721A - 電場処理フライヤ−ユニット

Info

Publication number: JP2019201721A
Application number: JP2018097174A
Authority: JP
Inventors: 武比古阿部; Takehiko Abe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2019-11-28

Abstract

【課題】旧来のフライヤーに後付で取り付けることができ、旧来のフライヤーを電場処理フライヤーに機能向上させるための電場処理フライヤーユニットを提供する。【解決手段】食用油脂加熱媒体が収容される媒体不透過性の導電性外容器からなるフライヤーに収納可能な大きさを有する電場処理フライヤーユニットであって、導電性外容器に収納される食用油脂加熱媒体透過性の導電性中容器及び導電性中容器に収納可能な大きさを有する食用油脂加熱媒体透過性の導電性内容器からなり、導電性中容器と導電性外容器は電気的に絶縁され、導電性中容器と導電性内容器は電気的に絶縁され、導電性内容器が導電性外容器に電気的に接続され、導電性外容器が接地され、導電性外容器と導電性中容器との間に高電圧電源が接続される。この電場処理フライヤーユニットを旧来のフライヤーに取り付けることにより、旧来のフライヤーを加熱処理温度の低下、処理時間の短縮、食用油の節減、使用食用油の長寿命化という効果が得られる。【選択図】図７

Description

本発明は、食品を加熱された食用油脂中で加熱加工する際に、電場を印加する電場処理フライヤーに関する。

食品を食用油脂により加熱加工する装置に、食用油脂等を加熱して、食品の加熱加工処理を行うフライヤーが広く普及している。
旧来の電場処理を行わないフライヤーを図１に示す。
図１において、（ａ）はフライヤーの正面断面図、（ｂ）はフライヤーの上面断面図である。

この旧来のフライヤーはステンレスからなる外容器１と外容器１の底部外側に配置されたシーズヒータ２という単純な構成を有している。

旧来のフライヤーの改良型として、食用油脂等である加熱媒体に６０００Ｖ超の商用交流による電場を印加して、食品の電場加熱加工処理を行う電場処理フライヤーがある。

電場処理フライヤーは、高圧交番電圧の電界により加熱媒体である油脂を改質し、改質された油脂により、被処理食物が電場加熱加工されると考えられている。

先行技術の電場処理フライヤーについて図２により説明する。
図２は、特許５３８６３４６号の電場処理フライヤーの構造概念図であり、（ａ）はこの電場処理フライヤーの正面断面図、（ｂ）はこの電場処理フライヤーの上面断面図、（ｃ）は処理用の電場を印加する電源装置である。

この電場処理フライヤーはステンレススチール等からなる外容器１と、同じくステンレススチール等からなる内容器３を有し、外容器１と内容器３との間に６ｋの交流高電圧が高電圧電源装置９から印加される。このとき、導電性外容器１は安全のため接地される。

外容器１はステンレススチール等の金属板で構成された上部が開放された有底直方体形状であり、食用油脂等の加熱媒体が収容される。
内容器３は上部が開放された有底直方体形状であり、食用油脂等の加熱媒体が透過可能なようにステンレススチール金網又はステンレススチールパンチングメタルで構成されている。
内容器３の底部の４隅にＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ４が取り付けられ、内容器３の上部の４辺にＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ５が取り付けられている。耐熱絶縁スペーサ４及び５は外容器１に対する内容器２の間隔を規制している。

外容器１及び内容器３に各々対応する外蓋６及び内蓋７が設けられ、外蓋６と内蓋７との間にはＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ８が介挿されている。
外蓋６は、外容器１と同様にステンレススチール等の板で構成され、内蓋７は内容器３と同様にステンレススチール金網又はステンレススチールパンチングメタルで構成されている。
電場処理加熱加工中は外蓋６及び内蓋７は閉じられ、そのとき外蓋６は外容器１に、内蓋７は内容器３に電気的に接続される。

外容器１の底部外側に熱源としてシーズヒータ２が配置されている。
シーズヒータ２の配置位置は外容器１の底部外側の他に、外容器１の側部外側、外容器１の底部内側、外容器１の側部内側に配置されることもある。
熱源はシーズヒータの他に、高周波誘導加熱（ＩＨ）ヒータが使用できる。

電源装置９は、単純に変圧器のみで構成されている。
変圧器には１次側巻き線に商用交流ＡＣ１００Ｖが供給され、２次側巻き線から商用交流ＡＣ６８００Ｖが出力され、出力端子から電場処理フライヤーの外部容器１と内部容器２との間に商用交流ＡＣ６８００Ｖが供給される。

変圧器の１次側巻線にＡＣ１００Ｖが供給され、２次側巻線からＡＣ６８００Ｖが出力される変圧器の１次側の巻線数と２次側の巻線回数の比は１：６８と大きい。したがって、１次側の巻線回数を５００回と仮定した場合、２次側の巻線回数は３４０００回にもなる。

このような大きな２次側の巻き線回数の変圧器は大型にならざるを得ず、巻き線回数の増加による巻き線抵抗の増加及び、インダクタンスの増加による出力電圧降下を考慮すると、巻き線の線径を大きくせざるを得なくなり、変圧器はますます大型にならざるを得ない。
また、６８００Ｖを使用することによる絶縁対策を考慮すると最終的な変圧器の容積は１３Ｌ、重量は１０ｋｇ近くになる。
それだけでなく、線径の増大は最大出力の増加をもたらし、漏電、感電事故の被害が大きくなる。

この他に、特許５９７０２９７号に示された外容器と内容器との間にどちらの容器とも電気的に接続されないステンレススチール等の金属板で構成された中容器３を有する電場処理フライヤーがあり、図３に示す。

この電場処理フライヤーは、ステンレススチール等からなる外容器１と、同じくステンレススチール等からなる内容器３を有し、外容器１と内容器３との間に６ｋＶの交流高電圧が高電圧電源装置９から印加される。このとき、導電性外容器１は安全のため接地される。

外容器１は、ステンレススチール等の金属板で構成された上部が開放された有底直方体形状であり、食用油脂等の加熱媒体が収容される。
内容器３は上部が開放された有底直方体形状であり、食用油脂等の加熱媒体が透過可能なようにステンレススチール金網又はステンレススチールパンチングメタルで構成されている。
内容器３の底部の４隅にＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ４が取り付けられ、内容器３の上部の４辺にＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ５が取り付けられ、耐熱絶縁スペーサ４及び５は外容器１に対する内容器３の間隔を規制している。

この電場処理フライヤーはさらに外容器１と内容器との間にステンレススチール等からなる中容器１０を有し、外容器１と内容器３との間に６ｋＶの交流高電圧が高電圧電源装置９から印加される。
中容器１０の底部の４隅にＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ１１が取り付けられ、中容器１０の上部の４辺にＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ１２が取り付けられ、耐熱絶縁スペーサ１１及び１２は内容器３に対する中容器１０の間隔を規制している。

中容器１０は接地された外容器１及び交流高電圧が印加される内容器３のいずれにも接続されていない。

外容器１は、ステンレススチール等の金属板で構成された上部が開放された有底直方体形状であり、食用油脂等の加熱媒体が収容される。
内容器３及び中容器１０は上部が開放された有底直方体形状であり、食用油脂等の加熱媒体が透過可能なようにステンレススチール金網又はステンレススチールパンチングメタルで構成されている。

外容器１，中容器１０及び内容器３に各々対応する外蓋６，中蓋１３及び内蓋７が設けられ、外蓋６と中蓋１３との間にはＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ８が、中蓋１３と内蓋７との間にはＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ１４が介挿されている。
外蓋６は、外容器１と同様にステンレススチール等の板で構成され、中蓋１３は中容器１０と同様にステンレススチール金網又はステンレススチールパンチングメタルで構成され、内蓋７は内容器３と同様にステンレススチール金網又はステンレススチールパンチングメタルで構成されいる。
電場処理加熱加工中は外蓋６，中蓋１３及び内蓋７は閉じられ、そのとき外蓋６は外容器１に、中蓋１３は中容器１０に、内蓋７は内容器３に電気的に接続される。

これらの電場処理フライヤーは加熱処理温度の低下、処理時間の短縮との大きな技術的効果をもたらし、副次的な効果として食用油の節減、使用食用油の長寿命化という経済的効果をもたらす。

特許５３８６３４６号公報特許５９７０２９７号公報

旧来の単純な構造のフライヤーは飲食店、スーパーマーケット、コンビニエンスストア等に広く普及しており、その数は日本国内で数万〜数十万台に達すると推定される。
旧来のフライヤーは構造が単純な故に寿命が長く、電場処理フライヤーへの置き換えは進まない。
この出願に係る発明は、旧来のフライヤーに後付で取り付けることができ、旧来のフライヤーを電場処理フライヤーに機能向上させるための電場処理フライヤーユニットを提供することを課題とする。

課題を解決するために、本出願においては旧来のフライヤーの外容器及び加熱装置に組み込むことができる電場処理フライヤーユニットを提供する。

電場処理フライヤーユニットは、電場処理フライヤーから外容器及び加熱装置を除いた構成を有しており、外容器及び加熱装置のみを有する旧来のフライヤーに電場処理フライヤーユニットを組み合わせる。

本出願で提案する電場処理フライヤーユニットを旧来のフライヤーに取り付けることにより、旧来のフライヤーを加熱処理温度の低下、処理時間の短縮、食用油の節減、使用食用油の長寿命化という効果のある電場処理フライヤーユニットに改造することができる。

旧来のフライヤーの正面断面図及び上面断面図。従来技術の電場処理フライヤーの正面断面図、上面断面図及び電源装置回路図。他の従来技術の電場処理フライヤーの正面断面図、上面断面図。本発明で使用する先行出願の電源装置の説明図。先行出願の電場処理フライヤーの正面断面図、上面断面図。本発明実施例１の電場処理フライヤーユニットの説明図。本発明実施例２の電場処理フライヤーユニットの説明図。本発明実施例３の電場処理フライヤーユニットの説明図。

以下本発明の実施例を説明するが、初めに実施例で使用する本発明者が先に出願した発明を説明する。

［先行出願１］
特許５３８６３４６号公報、特許５９７０２９７号公報に示された従来の電場処理フライヤーは電場印加用電源として商用交流変圧器を用いている。通常１００Ｖである商用交流から６８００Ｖの高圧交流を得る変圧器は耐電圧の観点から大きなものとなり、そのため電場処理フライヤーが大型大重量にならざるを得ず、図１に示した旧来のフライヤーを電場処理フライヤーに改造することは事実上不可能であった。

先に説明したように、従来の電場処理フライヤーは変圧器を採用しているため扱いにくいものであった。
このことを問題視し、使用される高電圧が商用交流のみであることに疑問を抱いた本発明者は、試行した結果、高電圧直流によっても電場処理効果が得られることを見いだして、特願２０１７−２０１５２０で直流で電場処理を行うフライヤーに係る発明を提案した。
図４で、特願２０１７−２０１５２０で提案した先願発明に係る電場処理用電源装置の概要を説明する。

この図において、（ａ）及び（ｂ）は、高電圧直流電源として著名なコッククロフト・ウォルトン多段倍圧半波整流回路（ＣＣＷ回路）を利用する直流高電圧電源であり、（ａ）は概念的構成、（ｂ）は具体的な回路構成である。
ＣＣＷ回路は、直流入力から高周波電流を得、高周波電流をダイオードとキャパシタによる倍圧整流回路を積み重ねることにより、各倍圧整流回路毎に２倍の直流電圧を得、最終的には数百万Ｖの直流出力を得ることができる。

（ｂ）は，（ａ）の半波整流ＣＣＷ回路を両波整流ＣＣＷ回路に拡張したものであり、より均一な出力電圧を得ることができる。

（ｃ）及び（ｄ）は、気体燃料や液体燃料の点火装置に用いられている、イグナイターであり、方形波の立ち上がり部分及び鋸波の立ち下がり部分の急峻は電圧変化を微分し、その結果得られた高い電圧からフライバックトランスによって１００００Ｖを越える超高電圧を得る。

［先行出願２］
特許５３８６３４６号及び特許５９７０２９７号の発明に係る電場処理フライヤーは、いずれも外容器１は安全上接地する必要があるため、外容器１に対向する内容器３に高電圧を供給することになる。内容器３は被加工食材を投入、取り出しする作業者が触れる可能性があり、電場加熱処理中に作業者が内容器３に触れることによる感電事故を防止するために、電場加熱処理中には蓋６を閉じ、電場加熱処理終了後に電場処理用電源を切った後に蓋６を開くという安全対策が必要になる。

このような安全対策は、誤動作があれば危険であるだけでなく、電場処理加熱中は蓋６を開くことができないため、電場処理加熱状況の監視ができず、被加工食材の追加投入をすることもできない。

このような問題に対処するために、本発明者は中電極を有する特許５９７０２９７の改良として、図４に示した、中電極と外電極との間に高電圧を供給し、内電極は接地する電極構成を特願２０１７−２２２６７６号で提案した。
この電極構成を採用することにより、蓋を使用しなくても作業者が感電する可能性はなくなった。

以下、実施例を説明する。

図６に、本発明の基本的な構造を有する実施例１を示す。
図６において、（ａ）は電場処理フライヤーユニットの正面断面図、（ｂ）は同上面断面図、（ｃ）は電場処理フライヤーユニットが組み付けられる旧来のフライヤーの正面断面図、（ｄ）は同上面断面図、（ｅ）は組み付けられた電場処理フライヤーの正面断面図、（ｂ）は同上面断面図である。
なお、この図において電場処理用の電場を印加する電源装置の記載は省略されている。

（ｃ）及び（ｄ）に示された旧来のフライヤーは、上部が開放された有底直方体形状のステンレススチール等の金属板で構成された容器２１からなり、食用油脂等の加熱媒体が収容される。

外容器１の底部外側に、熱源としてシーズヒータ２２が配置されている。
シーズヒータ２２の配置位置は、容器２１の底部外側の他に、容器２１の側部外側、容器２１の底部内側、容器２１の側部内側に配置されることもある。
熱源はシーズヒータの他に、高周波誘導加熱（ＩＨ）ヒータが使用される。
なお、以後の実施例の説明において、熱源の説明は省略する。

（ａ）及び（ｂ）に示した電場処理フライヤーユニットは内容器２３及び内容器２３を収容する中容器３０から構成され、内容器２３が収容された中容器が旧来のフライヤーの外容器２１に収納される。

中容器３０は上部が開放された有底直方体形状であり、食用油脂等の加熱媒体が透過可能なようにステンレススチール金網又はステンレススチールパンチングメタルで構成されている。
中容器３０の底部の４隅にＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ２４が取り付けられ、中容器３０上部の４辺にＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ５が取り付けられている。耐熱絶縁スペーサ２４及び２５は外容器２１に対する中容器３０の間隔を規制している。フライヤーが変形している場合には耐熱絶縁スペーサ２４及び２５の厚さ及び取り付け位置を適宜変更することにより調整する。
なお、以後の実施例の説明において、耐熱絶縁スペーサの説明は省略する。

内容器２３は上部が開放された有底直方体形状であり、食用油脂等の加熱媒体が透過可能なようにステンレススチール金網又はステンレススチールパンチングメタルで構成されている。
内容器２３の底部の４隅にＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ３１が取り６られ、内容器２３の上部の４辺にＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ３２が取り付けられ、耐熱絶縁スペーサ２３及び３２は中容器３０に対する内容器２の間隔を規制している。

内容器２３の上端には外報に張り出すフランジ３３が形成されており、このフランジ３３は内容器２３が中容器３０と組み合わされて旧来のフライヤーの外容器２１に収納された時に、旧来のフライヤーの外容器２１と電気的に接触する。

このような構成を有する電場処理フライヤーは、図５に先行発明として電場処理フライヤーと同様な電気的接続が行われ、外容器２１と中容器３０との間に高電圧が印加され、外容器２１は接地される。
内容器２３は外容器２１を介して接地されているから、作業者が内容器２３に接触しても、感電することはない。

実施例１の電場処理フライヤーの内容器２３及び中容器３０は外容器２１と同様に上部が開放された有底直方体形状である。これに対し、次に説明する実施例２の電場処理フライヤーの内容器３４及び中容器３６は側壁の１つが開口とされた有底直方体形状である。
外容器２１は接地され、中容器３０に図４に示された高圧電源の高圧側端子が接続される。

図７（ａ）は、内容器３４の斜視図であり、側壁の１つが開口３５となっている。

図７（ｂ）は、中容器３６の斜視図であり、側壁の１つが開口３７となっている。

図７（ｃ）は、外容器２１の斜視図であり、側壁は開口を有しない。

図７（ｄ）は、内容器３４、中容器３６、外容器２１を組み合わせた電場処理フライヤーの側面断面図である。

中容器３６と外容器２１との間にはＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ４０，４１が、内容器３４と中容器３６との間にはＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ４２，４２が介挿されている。

中容器３６の開口部は、外容器２１に接触しないように構成されており、この中容器３６に高圧電源から直流又は交流高電圧が供給される。
内容器３４の開口部は、外容器２１に接触するように構成されており、この接触により、内容器３４は外容器２１を介して接地される。
内容器３４は、外容器２１を介して接地されているから、作業者が内容器３４に接触しても、感電することはない。

実施例２の電場処理フライヤーの変形例を実施例３として図８に示す。
実施例３の電場処理フライヤーは、内容器３８が電場処理フライヤーから取り外せる点で実施例２の電場処理フライヤーと異なる。

図８（ａ）に示す内容器２３は、外容器３６に収容可能な大きさの上部が開放された有底直方体形状を有し、上端には外容器２１に電気的接触を行うためのフランジ３９が形成され、底部にはＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ４５が、側面にはＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ４７が設けられている。

内容器２３に把持部を取り付けることにより、被電場処理食品を一括投入・引き上げを容易に行うことができる。

図８（ｂ）は、中容器３６の斜視図であり、側壁の１つが開口３７となっている。底部にはＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ４６が、側面にはＰＴＦＥ樹脂等からなる耐熱絶縁スペーサ４６が設けられている。

図８（ｃ）は、外容器２１の斜視図であり、側壁は開口を有しない。

図８（ｄ）は、内容器３８、中容器３６、外容器２１を組み合わせた電場処理フライヤーの側面断面図である。

中容器３６の開口部は、外容器２１に接触しないように構成されており、この中容器３６に高圧電源から直流又は交流高電圧が供給される。
内容器３８は、外容器２１を介して接地されているから、作業者が内容器３４に接触しても、感電することはない。

実施例２の電場処理フライヤーは内容器３４及び中容器３６の４つの側壁の１つのみを開口３５及び３７としてある。開口３５及び３７が対向する面も開口とし、さらに外容器２１も同様に対向する開口を設けることにより、開口から開口へ連続的被処理物を連続的に移動する、連続式電場処理フライヤーを構成することができる。

本件出願発明にかかる電場処理フライヤーユニットは、飲食店等で利用されている旧来のフライヤーに容易に取り付けることにより、旧来のフライヤーを電場処理フライヤーとして活用することができる。

１，２１外容器
１０，３０，３６中容器
３，１２、３８内容器
４，５、８，１１，１２，２４，２５，３１，３２，４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７耐熱絶縁スペーサ
６外蓋
７内蓋
９高圧電源
２シーズヒータ

Claims

食用油脂加熱媒体が収容される媒体不透過性の導電性外容器からなるフライヤーに収納可能な大きさを有する電場処理フライヤーユニットであって、
前記導電性外容器に収納される食用油脂加熱媒体透過性の導電性中容器及び前記導電性中容器に収納可能な大きさを有する食用油脂加熱媒体透過性の導電性内容器からなり、
前記導電性中容器は、前記導電性外容器から電気的に絶縁され、
前記導電性中容器は、前記導電性内容器から電気的に絶縁され、
前記導電性内容器は、前記導電性外容器に電気的に接続され、
前記導電性外容器は、接地され、
前記導電性外容器と前記導電性中容器との間に高電圧電源が接続される、ことを特徴とする電場処理フライヤーユニット。