JP3550171B2 - Heat treatment device using impact heat transfer - Google Patents

Heat treatment device using impact heat transfer Download PDF

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、加熱処理装置に関し、特に、ジェットインピンジメント技術（衝突熱伝達）を用いた加熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱風加熱を用いる加熱処理装置では、ジェットインピンジメント技術を使用することがある。この場合、熱風がより高速なものとされるため、加熱処理をより効率的なものとすることができる。
ところが、このようなジェットインピンジメント技術を用いた場合には、取り分け被加熱物の焼き上がりが問題とされる。通常の単なる熱風加熱に比べて、加熱処理が良好に行われた場所と行われなかった場所との差が大きくなってしまうためである。ムラなく焼き上げるには、ジェット噴射口からの熱風の流速をより均一なものとすることが望まれる。
更に、ジェットインピンジメント技術を用いるものに限られず、加熱処理装置一般に望まれることとして、装置の清掃性の向上という課題が存在する。特に、加熱室の入り口付近に設けられた様々な構成部材が邪魔となり、加熱室奥の清掃は非常に困難である。故に、構成部材の取り外しを容易化することが好ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ジェットインピンジメント技術を用いる場合にも、ムラなくしかも効率的に熱風加熱を行うことができる加熱処理装置を提供する。ジェット噴射口からの熱風の流速をより均一なものとして、被加熱物に対して均一な加熱処理を行うものとする。
また、加熱室内部の取り付け部品を着脱自在として、その清掃性の向上を図るとともに、加熱処理装置の自動的な洗浄能力を高める。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ジェットインピンジメント技術を用いたターンテーブル加熱処理装置に関する。この装置は、加熱室後部に設けた熱風発生手段と、該熱風発生手段によって発生した熱風を前記加熱室前部に導くための送風路の一部としても作用する加熱室側面と、前記加熱室前部に取り付けられて、前記熱風を複数個のジェット噴射口を用いて超高速噴流とするジェットプレートと、前記加熱室の内部に設けられた支持軸と、前記加熱室の内部で前記支持軸によって支持されて該支持軸の周りで回転するターンテーブルと、回転トルクを発生するために前記加熱室の上部に位置付けられた駆動源と、前記駆動源によって発生された回転トルクを前記ターンテーブルへ伝達する駆動手段と、を備え、少なくとも前記支持軸、ターンテーブル、駆動手段、ジェットプレートは前記加熱室から取り外し可能であり、前記加熱室上面の少なくとも一部と前記加熱室下面の少なくとも一部に各々前記加熱室後部に向かって末広がりの傾斜部を設けることにより、該傾斜部を通じて前記熱風を導くことができるようになっており、また前記加熱室下面の傾斜部によって形成された凹部に洗浄水を溜めることができるようになっており、前記支持軸、ターンテーブル、駆動手段、ジェットプレートを前記加熱室から取り外し可能とし、前記凹部に溜めた洗浄水をマイクロ波加熱装置によって蒸気に変えることができるようにすることによって、前記加熱室内部の洗浄作用が改善されている。
【０００５】
【実施例】
図１に、本発明の一実施例による加熱処理装置の透視図を示し、図１のＩ−Ｉ、ＩＩ−ＩＩ、ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面をそれぞれ図２、図３および図４に示す。
加熱処理装置内部の加熱室１は、図６にも示されているように、加熱室上板２と、加熱室下板３、加熱室背板４、及び加熱室前板１７から構成される。加熱室上板２と加熱室下板３は、片側半分が互いに対向しており、上板については上面が、下板について下面が、加熱室背板４側に向かって傾斜している。
加熱室背板４は、上下に吹き出し口を有する渦巻き形をしており、加熱室背板４の手前にファン５とヒーター６が、更に、これらの後ろ側にはファン５を回転すべくファンモータ７が取り付けられている。ヒーター６は、コイル状に巻かれ渦巻き室中心に設けられたファン５の中心側に固定され、空気の通過抵抗を小さくしている。
加熱室１は、ファンガード８によって調理室９と渦巻き室１０に仕切られる。ファンガード８の中心部はベルマウス形状をしており、空気の吸い込み抵抗を小さくしている。また、空気の吐き出し部は、吹き出し時の抵抗を小さくするために先端部でＲ曲げ加工を行っている。渦巻き室１０は、上、下に吹き出し口を有し、ヒーター６による熱とファン５の回転によって作り出される熱風を送り出す。渦巻き室１０の上、下の吹き出し口から送り出される熱風は、加熱室上板２及び下板３の傾斜面を経て、加熱室前部のジェットプレート上１１及びジェットプレート下１２へ至る。
【０００６】
ジェットプレート上１１及び下１２は、ノズル形状をした多数個の噴流口からなり、加熱室上板２及び下板３の傾斜面を経て導かれた熱風は、この部分を通過することにより超高速噴流とされる。加熱室上板２及び下板３の傾斜面先端部は凸形状２５とされ、ジェットプレート上１１、ジェットプレート下１２の先端部と加熱室壁面の隙間から、ファン５からの風が漏れる量を小さくしている。
ジェットプレート下１２の上に、ターンテーブル１３を回転すべくターンテーブル回転軸１４が固定される。ターンテーブル回転軸１４上のターンテーブル１３はその外周に歯形が加工され、これにターンテーブル駆動歯車１５が連結されている。ターンテーブル駆動歯車１５は、加熱室１下部に設けたターンテーブルモーター等で構成される駆動装置１８によって回転力を得ている。
食材等の被加熱物（図示していない）はターンテーブル１３上に直接あるいは間接的に載置され、加熱処理中回転することにより加熱処理を有効なものとしている。ジェットプレート上１１、ジェットプレート下１２の噴流口は、ターンテーブル１３上に載置された食材が１回転する間に食材の全投影面積上に噴流が当たるようにレイアウトされている。
【０００７】
ジェットプレート上１１、ジェットプレート下１２、ファンガード８、ターンテーブル回転軸１４、ターンテーブル駆動歯車１５等は取り付け及び取り外しが容易である。例えば、ファンガード８は、加熱室１の内壁面の間に端縁を容易に押しばめすることができる。同様に、ジェットプレート上１１及びジェットプレート下１２は、加熱室１の内壁面とファンガード８の壁の間に端縁を容易に押しばめすることによって着脱可能である。また、ターンテーブル１３は、ターンテーブル回転軸に対して着脱自在とされている。ターンテーブル回転軸１４は、ジェットプレート下１２とともに着脱可能である。更に、ターンテーブル駆動歯車１５は、その中心軸を連結シャフト２６から容易に嵌め込むことができるようにされている。これらを全て取り外したとき、加熱室１の内部には、図８に示す如く、ファン５とヒーター６及び整流板１６のみが残る。この結果、加熱室１の清掃性を向上させることができる。なお、整流板１６は、ファン５によって発生した空気の流れを層流に変えるために設けられ、空気の圧力損失を小さくするものである。
加熱室上板２及び加熱室下板３の傾斜部は、加熱室１を形成すると同時に、ファン５とヒーター６によって生み出された熱風の送風路ともなるものであり、この傾斜部を設けたことにより、ジェットプレート上１１及びジェットプレート下１２に設けられた複数個のジェット噴射口からの熱風の流速が均一なものとされ得る。
【０００８】
このような熱風加熱処理装置において、熱風以外のマイクロ波等を熱源として併用できることは勿論である。
図５は、マイクロ波加熱装置を有する図１の加熱処理装置のＩ−Ｉにおける断面図である。図から明かなように、加熱室１上部に導波管２１が取り付けられており、取り付け端部にはマイクロ波発振装置２０が設けられている。導波管の加熱室１側の先端部に設けたカバーは誘電損失係数の小さな材料でできており、これは、導波管への熱風や被加熱物から発生したガスの侵入を防止するのに役立っている。なお、ジェットプレート上１１の材料を誘電損失係数の小さな材料で加工すれば、導波管２１の開口部はジェットプレート上１１の加熱室１の上部面に設けることも可能である。
この構成においても図１〜図４に示したのと同様に、加熱室１内部の所定の部品は取り外しが可能とされている。本発明によれば、これらの取り外し可能部品を取り外した後に、傾斜部によって形成された加熱室下板３の凹部に水を溜め、更に、加熱室１の壁面に洗剤を噴霧した後にマイクロ波加熱を行うことにより、凹部に溜めた水を蒸気として加熱室１の自動的な蒸気洗浄を行うことが可能とされる。故に、このような装置を用いた場合には、加熱室１の自動的な洗浄作用が向上されていることになる。
【０００９】
【発明の効果】
ジェット噴射口へ熱風を導くための加熱室側面が傾斜されているため、熱風の供給が均一なものとされる。この結果、ジェットインピンジメント技術を用いた場合であっても、より均一且つ効率的な熱風加熱を行うことが可能となり、被加熱物はムラなく焼き上がる。また、ジェット噴射口へ至る送風路の一部が加熱室の一部を兼ねているため、構造が簡易化される。
更に、加熱室内部の構成部材の幾つかを取り外し可能としているため、清掃性が向上される。更に、加熱源としてマイクロ波等を併用した場合には、自動的な洗浄作用を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による加熱処理装置の透視図。
【図２】図１の加熱処理装置のＩ−Ｉにおける断面図
【図３】図１の加熱処理装置のＩＩ−ＩＩにおける断面図
【図４】図１の加熱処理装置のＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図
【図５】マイクロ波加熱装置を有する図１の加熱処理装置のＩ−Ｉにおける断面図
【図６】図１の加熱室の構成例を示す図。
【図７】加熱室内の容易に取り外し可能な部品を取り外した後の図１の加熱処理装置のＩＩ−ＩＩにおける断面図。
【図８】マイクロ波加熱処理装置を有する図１の加熱処理装置のＩ−Ｉにおける断面図。
【符号の説明】
１ 加熱室
２ 加熱室上板
３ 加熱室下板
４ 加熱室背板
５ ファン
６ ヒーター
７ ファンモーター
８ ファンガード
９ 調理室
１０ 渦巻き室
１１ ジェットプレート上
１２ ジェットプレート下
１３ ターンテーブル
１４ ターンテーブル回転軸
１５ ターンテーブル駆動歯車
１６ 整流板
１７ 加熱室前板
１８ ターンテーブルモータ等の駆動装置
１９ 噴流口
２０ マイクロ波発振装置
２１ 導波管
２２ 照射口カバー
２３ 水及び洗剤
２４ 熱風噴射室
２５ 凸形状
２６ 連結シャフト[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a heat treatment apparatus, and particularly to a heat treatment apparatus using a jet impingement technique (impact heat transfer).
[0002]
[Prior art]
In a heat treatment apparatus using hot air heating, a jet impingement technique may be used. In this case, since the speed of the hot air is higher, the heat treatment can be more efficient.
However, when such a jet impingement technique is used, burning of an object to be heated is a problem. This is because the difference between a place where the heat treatment is properly performed and a place where the heat treatment is not performed is larger than that of the normal hot air heating. In order to bake evenly, it is desired to make the flow velocity of the hot air from the jet injection port more uniform.
Further, the present invention is not limited to the one using the jet impingement technique, and there is a problem that the cleaning property of the apparatus is improved as a general requirement of the heat treatment apparatus. In particular, various constituent members provided near the entrance of the heating chamber hinder the cleaning of the interior of the heating chamber. Therefore, it is preferable to facilitate removal of the components.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a heat treatment apparatus that can perform hot air heating evenly and efficiently even when using a jet impingement technique. It is assumed that the flow rate of the hot air from the jet outlet is made more uniform, and the object to be heated is uniformly heated.
In addition, the attachment parts inside the heating chamber are made detachable so as to improve the cleaning property, and to enhance the automatic cleaning ability of the heat treatment apparatus.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a turntable heating apparatus using a jet impingement technique. The apparatus includes a hot air generating means provided at a rear part of the heating chamber, a heating chamber side surface which also acts as a part of an air passage for guiding hot air generated by the hot air generating means to a front part of the heating chamber, A jet plate attached to a front part and configured to make the hot air a super-high-speed jet using a plurality of jet injection ports, a support shaft provided inside the heating chamber, and the support shaft provided inside the heating chamber. A turntable supported by and rotating about the support shaft, a drive source positioned at the top of the heating chamber to generate a rotation torque, and a rotation torque generated by the drive source to the turntable. Drive means for transmitting, at least the support shaft, the turntable, the drive means, the jet plate is detachable from the heating chamber, at least on the upper surface of the heating chamber The hot air can be guided through the inclined portion by providing an inclined portion diverging toward the rear portion of the heating chamber at least in a portion and at least a part of the lower surface of the heating chamber. Cleaning water can be stored in the concave portion formed by the inclined portion of the above, and the support shaft, the turntable, the driving means, and the jet plate can be detached from the heating chamber, and the cleaning water stored in the concave portion. Can be converted to steam by a microwave heating device, thereby improving the cleaning effect of the inside of the heating chamber .
[0005]
【Example】
FIG. 1 is a perspective view of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, and cross sections taken along lines II, II-II, and III-III of FIG. 1 are shown in FIGS. 2, 3, and 4, respectively.
As shown in FIG. 6, the heating chamber 1 inside the heat treatment apparatus includes a heating chamber upper plate 2, a heating chamber lower plate 3, a heating chamber back plate 4, and a heating chamber front plate 17. . The upper half plate 2 and the lower half plate 3 of the heating chamber are opposed to each other on one side, and the upper surface of the upper plate and the lower surface of the lower plate are inclined toward the heating room back plate 4 side.
The heating room back plate 4 has a spiral shape having outlets at the top and bottom, and a fan 5 and a heater 6 are provided in front of the heating room back plate 4, and a fan 5 is provided behind these to rotate the fan 5. The motor 7 is attached. The heater 6 is fixed to the center side of the fan 5 which is wound in a coil shape and is provided at the center of the spiral chamber to reduce the air passage resistance.
The heating chamber 1 is partitioned into a cooking chamber 9 and a spiral chamber 10 by a fan guard 8. The central part of the fan guard 8 has a bell-mouth shape to reduce the resistance to air suction. In addition, the air discharge portion is subjected to an R-bending process at a tip portion to reduce resistance at the time of blowing. The swirling chamber 10 has upper and lower outlets, and sends out heat generated by the heater 6 and hot air generated by rotation of the fan 5. The hot air sent from the upper and lower outlets of the spiral chamber 10 passes through the inclined surfaces of the upper plate 2 and the lower plate 3 of the heating chamber and reaches the upper jet plate 11 and the lower jet plate 12 at the front of the heating chamber.
[0006]
The upper and lower jet plates 11 and 12 are composed of a large number of nozzle-shaped jet ports, and the hot air guided through the inclined surfaces of the upper plate 2 and the lower plate 3 of the heating chamber passes through this portion to achieve ultra-high speed. It is a jet. The tips of the inclined surfaces of the upper plate 2 and the lower plate 3 of the heating chamber have a convex shape 25, and the amount of air leaking from the fan 5 through the gap between the tip of the upper jet plate 11 and the lower end of the jet plate 12 and the wall surface of the heating chamber. I'm making it smaller.
A turntable rotation shaft 14 is fixed on the lower jet plate 12 to rotate the turntable 13. The turntable 13 on the turntable rotation shaft 14 has a tooth profile formed on the outer periphery thereof, and a turntable driving gear 15 is connected to the tooth profile. The turntable driving gear 15 obtains rotational force by a driving device 18 including a turntable motor and the like provided below the heating chamber 1.
An object to be heated (not shown) such as food is placed directly or indirectly on the turntable 13 and rotated during the heat treatment to make the heat treatment effective. The jet ports on the jet plate 11 and the jet plate lower 12 are laid out so that the jets hit the entire projected area of the food while the food placed on the turntable 13 makes one rotation.
[0007]
The upper and lower jet plates 11, 12, the fan guard 8, the turntable rotation shaft 14, the turntable drive gear 15, and the like can be easily attached and detached. For example, the fan guard 8 can easily press the edge between the inner wall surfaces of the heating chamber 1. Similarly, the upper jet plate 11 and the lower jet plate 12 are detachable by easily pressing the edge between the inner wall surface of the heating chamber 1 and the wall of the fan guard 8. Further, the turntable 13 is detachable from the turntable rotation shaft. The turntable rotation shaft 14 is detachable together with the lower jet plate 12. Further, the turntable drive gear 15 is configured such that its central axis can be easily fitted from the connection shaft 26. When these are all removed, only the fan 5, the heater 6, and the rectifying plate 16 remain inside the heating chamber 1, as shown in FIG. As a result, the cleaning property of the heating chamber 1 can be improved. The current plate 16 is provided to change the flow of the air generated by the fan 5 to a laminar flow, and reduces the pressure loss of the air.
The inclined portions of the upper heating chamber plate 2 and the lower heating chamber plate 3 form the heating chamber 1 and, at the same time, serve as an air passage for the hot air generated by the fan 5 and the heater 6. Thereby, the flow velocity of the hot air from the plurality of jet injection ports provided on the upper and lower jet plates 11 and 12 can be made uniform.
[0008]
Of course, in such a hot-air heat treatment apparatus, microwaves or the like other than hot air can be used as a heat source.
FIG. 5 is a cross-sectional view along II of the heat treatment apparatus of FIG. 1 having a microwave heating apparatus. As is clear from the figure, a waveguide 21 is attached to the upper portion of the heating chamber 1, and a microwave oscillation device 20 is provided at an attached end. The cover provided at the end of the waveguide on the side of the heating chamber 1 is made of a material having a small dielectric loss coefficient, which prevents the intrusion of hot air or gas generated from the object to be heated into the waveguide. Has helped. If the material on the jet plate 11 is processed with a material having a small dielectric loss coefficient, the opening of the waveguide 21 can be provided on the upper surface of the heating chamber 1 on the jet plate 11.
In this configuration, as in the case shown in FIGS. 1 to 4, predetermined components inside the heating chamber 1 can be removed. According to the present invention, after removing these detachable parts, water is stored in the concave portion of the lower heating chamber plate 3 formed by the inclined portion, and further, the detergent is sprayed on the wall surface of the heating chamber 1 and then microwave heating is performed. By performing the above, it is possible to perform the automatic steam cleaning of the heating chamber 1 using the water stored in the concave portion as steam. Therefore, when such a device is used, the automatic cleaning action of the heating chamber 1 is improved.
[0009]
【The invention's effect】
Since the side surface of the heating chamber for guiding the hot air to the jet injection port is inclined, the supply of the hot air is made uniform. As a result, even when the jet impingement technique is used, more uniform and efficient hot air heating can be performed, and the object to be heated is evenly baked. Further, since a part of the air passage leading to the jet outlet also serves as a part of the heating chamber, the structure is simplified.
Furthermore, since some of the components inside the heating chamber are removable, the cleaning performance is improved. Further, when a microwave or the like is used in combination as a heating source, the automatic cleaning action can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a heat treatment apparatus according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of the heat treatment apparatus of FIG. 1 taken along the line II. FIG. 3 is a cross-sectional view of the heat treatment apparatus of FIG. 1 taken along the line II-II. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line II of the heat treatment apparatus of FIG. 1 having a microwave heating apparatus. FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a heating chamber of FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line II-II of the heat treatment apparatus of FIG. 1 after removing easily removable components in the heating chamber.
FIG. 8 is a cross-sectional view along II of the heat treatment apparatus of FIG. 1 having the microwave heat treatment apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating room 2 Heating room upper plate 3 Heating room lower plate 4 Heating room back plate 5 Fan 6 Heater 7 Fan motor 8 Fan guard 9 Cooking room 10 Swirl room 11 Jet plate upper 12 Jet plate lower 13 Turntable 14 Turntable rotating shaft Reference Signs List 15 Turntable drive gear 16 Rectifying plate 17 Heating chamber front plate 18 Drive device such as turntable motor 19 Jet port 20 Microwave oscillator 21 Waveguide 22 Irradiation port cover 23 Water and detergent 24 Hot air jet chamber 25 Convex shape 26 Connection shaft

Claims (1)

ジェットインピンジメント技術を用いたターンテーブル加熱処理装置において、
加熱室後部に設けた熱風発生手段と、
該熱風発生手段によって発生した熱風を前記加熱室前部に導くための送風路の一部としても作用する加熱室側面と、
前記加熱室前部に取り付けられて、前記熱風を複数個のジェット噴射口を用いて超高速噴流とするジェットプレートと、
前記加熱室の内部に設けられた支持軸と、
前記加熱室の内部で前記支持軸によって支持されて該支持軸の周りで回転するターンテーブルと、
回転トルクを発生するために前記加熱室の上部に位置付けられた駆動源と、
前記駆動源によって発生された回転トルクを前記ターンテーブルへ伝達する駆動手段と、を備え、
少なくとも前記支持軸、ターンテーブル、駆動手段、ジェットプレートは前記加熱室から取り外し可能であり、
前記加熱室上面の少なくとも一部と前記加熱室下面の少なくとも一部に各々前記加熱室後部に向かって末広がりの傾斜部を設けることにより、該傾斜部を通じて前記熱風を導くことができるようになっており、また前記加熱室下面の傾斜部によって形成された凹部に洗浄水を溜めることができるようになっており、
前記支持軸、ターンテーブル、駆動手段、ジェットプレートを前記加熱室から取り外し可能とし、前記凹部に溜めた洗浄水をマイクロ波加熱装置によって蒸気に変えることができるようにすることによって、前記加熱室内部の洗浄作用が改善されていることを特徴とするターンテーブル加熱処理装置。 In turntable heat treatment equipment using jet impingement technology,
Hot air generating means provided at the rear of the heating chamber,
A heating chamber side that also acts as a part of an air passage for guiding the hot air generated by the hot air generating means to the front of the heating chamber;
A jet plate attached to the front of the heating chamber and using the hot air as an ultra-high-speed jet using a plurality of jet injection ports,
A support shaft provided inside the heating chamber,
A turntable supported by the support shaft inside the heating chamber and rotating around the support shaft,
A drive source positioned at the top of the heating chamber to generate rotational torque;
Driving means for transmitting the rotation torque generated by the driving source to the turntable,
At least the support shaft, turntable, driving means, jet plate are removable from the heating chamber,
By providing at least a part of the upper surface of the heating chamber and at least a part of the lower surface of the heating chamber with a divergent inclined part toward the rear part of the heating chamber, the hot air can be guided through the inclined part. And the washing water can be stored in a recess formed by the inclined portion of the lower surface of the heating chamber,
The support shaft, the turntable, the driving means, and the jet plate are detachable from the heating chamber, and the washing water stored in the concave portion can be changed into steam by a microwave heating device , so that the inside of the heating chamber can be changed. A turntable heat treatment apparatus, characterized in that the cleaning action of the turntable is improved .
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