JP4028667B2

JP4028667B2 - 液体加熱装置

Info

Publication number: JP4028667B2
Application number: JP31004399A
Authority: JP
Inventors: 浩造中佐; 慎一郎横山
Original assignee: 株式会社中西製作所
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2019-10-29
Also published as: JP2001120428A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被加熱物を液槽内で加熱するための液体加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油などの液体が収容される液槽と、液槽の底部に連設した熱室と、加熱処理される被加熱物を液槽内で搬送する例えば複数のプレートを取付けた搬送コンベアとを備えた液体加熱装置、例えば連続搬送式のフライヤー（調理加熱装置）が知られている（実開昭６１−６４８３７号公報）。
【０００３】
この装置には通常、前記液槽への熱伝達効率を高めるために液槽の底部下面に複数の熱伝達媒体（フィン）が取付けられている。
【０００４】
しかし、大量に被加熱物を加熱処理しなければならない例えば給食現場等に於いては、前記液槽の加熱効率の向上や加熱時間の短縮を考慮しなければならず、そのため、前記熱室の燃焼バーナーの容量を高めなければならなくなっている。即ち、燃焼バーナーの燃焼量を多くするために供給ガス量を多くすることになるのであるが、これにより、液槽の底部下面に作用する熱量が増し、液槽底部が熱室底面方向に歪を生じ、搬送コンベアに取付けたプレートの下面と液槽の底部上面間の隙間が大きくなり、この隙間に被加熱物が挟まったり、プレートが被加熱物の上方を素通りしたりして被加熱物を液槽内で搬送できなくなるという問題が発生する。
【０００５】
歪発生のメカニズムは以下の通りである。すなわち、被加熱物を大量に加熱処理する場合、液槽が長くなるが、液槽が長くなると、液槽の支点として機能する液槽曲げ部から下方向にたわみを生じる。つまり、液槽は下方向に自重でたわむ。しかし、液槽が熱作用を受けると、液槽底部は支点方向に膨張していくが強度の強い前記液槽曲げ部で液槽底部は逃げ場を失い、下方向に大きく歪む。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この問題を解決する為に、液槽が加熱されて歪を発生する場合に、液槽の歪方向（下方向）と反対方向に液槽を押し上げる作用を生じさせるための金属補強板（図８参照）を、液槽の底部下面に設けることが考えられる。
【０００７】
下記に示す表１の中央欄には、前記金属補強板の取付け長さ（液槽底部下面から熱室底面に向かっての長さ；以下、補強板長という）Ａが３０ｍｍ、５０ｍｍ、６５ｍｍおよび１００ｍｍの金属補強板を液槽の底部下面にそれぞれ溶接した場合の歪値が示されている。この歪値とは、図８に示すように、金属補強板の溶接位置の近傍位置Ｐにおける液槽底部下面から熱室底面までの距離を歪前と歪後で測定し、歪前の距離Ｌから歪後の距離Ｈを引いた値である。補強板長Ａが３０ｍｍの金属補強板を例にとると、歪後は、近傍位置Ｐにおける液槽底部下面が下方向に＋２０．０ｍｍと大きく歪む。この＋の符号は、液槽底部下面が下方の熱室底面方向に盛り上がったことを示している。なお、これらのデータの測定条件は、燃焼（熱室）バーナーの燃焼カロリーを４００００Ｋｃａｌ／ｈとし、前記バーナーの燃焼時間を１時間とした。
【０００８】
【表１】

【０００９】
しかし、この表１から明らかなように、金属補強板の補強板長Ａにより液槽の歪の程度が異なっている。例えば、補強板長Ａが３０ｍｍと１００ｍｍの金属補強板では歪値の差ΔＡが９．５ｍｍもある。
【００１０】
これは、液槽の底部に連設された熱室の１区画である、バーナーを連結した一つの燃焼室の加熱作用により金属補強板そのものも液槽の歪方向に歪を生じて、液槽を熱室底面方向に押し下げる故であり、その度合いが、金属補強板の補強板長Ａによって異なり、実用上いかなる補強板長を有する金属補強板を採用するかの決定が困難となる。
【００１１】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、いかなる長さの金属補強板を採用しても、液槽が熱室からの熱作用によって液槽内の搬送コンベアが被加熱物の搬送に支障を生じない程度の歪を生じるに止まることができる液体加熱装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、液槽の底部に熱室を連設して液槽内の液体を加熱するとともに、液槽内で被加熱物を搬送する搬送コンベアを設けた液体加熱装置において、熱室上方の液槽の底部下面に複数の金属補強板を取付けるとともに、前記各金属補強板に断熱材を被覆してある（図１〜図５参照）。
【００１３】
また、この発明は別の観点から、液槽の底部に熱室を連設して液槽内の液体を加熱するとともに、液槽内で被加熱物を搬送する搬送コンベアを設けた液体加熱装置において、熱室上方の液槽の底部下面に複数の金属補強板を取付けるとともに、前記各金属補強板に、当該金属補強板との間に空間を有する状態で断熱材を被覆してある（図６参照）。
【００１４】
また、この発明は更に別の観点から、液槽の底部に熱室を連設して液槽内の液体を加熱するとともに、液槽内で被加熱物を搬送する搬送コンベアを設け、更に、熱室上方の液槽の底部下面に、複数の熱伝達媒体と複数の金属補強板を取付けた液体加熱装置において、前記各金属補強板に断熱材を被覆したものを隣接する前記熱伝達媒体で挟むようにしてある（図７参照）。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１〜図５は、この発明の第１の実施形態を示す。
図１は、液体加熱装置１を正面側から見た図で、搬送コンベア７に取付けた複数のプレート６によって搬送される被加熱物の搬送方向（Ｂ方向）に沿って並置されている二つの熱室４ａ，４ｂに跨がる状態で、油などの液体が収容される液槽２が設置されている。なお、図１は、前記液体が収容されていない液体加熱装置１を示している。図２は、前記二つの熱室４ａ，４ｂのうち、Ｂ方向における上流側に位置する第１の熱室４ａ上方の液槽領域Ｓにおいて被加熱物５がプレート６によってＢ方向に搬送されている状態を示し、図３は、前記熱室４ａが１つの燃焼室２３と五つの燃焼空気対流室２４，２５，２６，２７，２８で構成されていることを示す図である。また、図４は、液槽２の底部下面ｍに取付けた金属補強板、すなわち、熱室４ａの燃焼室２３に設けた金属補強板と、バーナーの炎および燃焼空気Ｇが支障をきたすことなく燃焼室２３内に導入されるバーナー部との位置関係を示し、更に、図５は、燃焼室における前記金属補強板および熱伝達媒体（フィン）と、燃焼室の構成部材の一つである仕切板との位置関係を示す。
【００１６】
これら図１〜図５において、１は液体加熱装置で、油等の液体Ｅが収容されるほぼ直方体形状の液槽２と、この液槽２内の前記液体Ｅを熱するために液槽２の底部３下方に連設した熱室４と、この熱室４内を流通する燃焼空気Ｇを排出するための排気ダクト１０と、加熱処理される被加熱物５を液槽２内で搬送する複数のプレート６をチェーン８に取付けた搬送コンベア７と、これら液槽２、熱室４および搬送コンベア７を収容する筐体９とより構成される。なお、７ａは案内コロである。
【００１７】
この実施形態では、前記液槽２が、二つの熱室４ａ，４ｂに跨がる形で位置している。第１の熱室４ａおよび第２の熱室４ｂは、それぞれ被加熱物の搬送方向（Ｂ方向）における上流側および下流側に位置する。そして、第１の熱室４ａおよび第２の熱室４ｂは同一構造であるので、第１の熱室（以下、単に熱室という）４ａについて後述する。
【００１８】
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆは、液槽２の底部下面ｍに溶接等の手段で取付けられた複数の熱伝達媒体（フィン）で、下方開口Ｋを有する状態で縦断面コ字型に形成されている。熱伝達媒体１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆはそれぞれ同一構造である。これら熱伝達媒体１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆは、図１および図２においては、紙面垂直方向に延びている。つまり、Ｂ方向に直角な方向（Ｄ方向）に延びている。
【００１９】
そして、液槽２に連設されている熱室４ａは、底面ｎ（図１、図２、図５参照）と４つの側壁１２、１３、１４、１５（図３参照）を有し、液槽２の底部３が熱室４ａの上壁となっている。また、熱室４ａの内部は、中間板３０および傾斜面部３１（図４、図３参照）により、上下に分割され、中間板３０および傾斜面部３１の下方には中空の空間断熱層１６が形成される。更に、熱室４ａ内において、中間板３０および傾斜面部３１の上方は、五枚の仕切板１７，１８，１９，２０，２１が、それぞれ連通口２２を有するように平面視において千鳥状に設けられており、仕切板１７，１９，２１は側壁１４に垂直に当接するように設けられ、仕切板１８，２０が側壁１２に垂直に当接するように設けられていることにより、熱室４ａは、燃焼室２３と五つの燃焼空気対流室２４，２５，２６，２７，２８とに区画される。
【００２０】
すなわち、仕切板１７、側壁１４，１５，１２によって一つの連通口２２を有する燃焼室２３が、仕切板１７，１８、側壁１２，１４によって二つの連通口２２、２２を有する燃焼空気対流室２４が、仕切板１８，１９、側壁１２，１４によって同じく二つの連通口２２、２２を有する燃焼空気対流室２５が、仕切板１９，２０、側壁１２，１４によって同じく二つの連通口２２、２２を有する燃焼空気対流室２６が、仕切板２０，２１、側壁１２，１４によって同じく二つの連通口２２、２２を有する燃焼空気対流室２７が、仕切板２１、側壁１２，１４によって一つの連通口２２を有する燃焼空気対流室２８がそれぞれ区画され形成されている。
【００２１】
燃焼空気対流室２４，２５，２６，２７，２８のそれぞれ底部ｎ₁は中間板３０により形成されている。また、燃焼空気対流室２８の下流には排気ダクト１０の一端を形成する排出口１０ａが設けられている。
【００２２】
前記燃焼室２３の側壁１４には送風機およびバーナー（ともに図示せず）を備えたバーナー部３６が着脱自在に設けられていて、バーナーの炎３７および燃焼空気Ｇが支障をきたすことなく燃焼室２３内に導入される構造となっている。また、バーナー部３６の側面には空気導入部３６ａが設けられている。このようにバーナー部３６を熱室４ａの側面に設ければ、取り外しが簡単となるので、メンテナンスを容易に行うことができる。
【００２３】
ここで、バーナー部３６から排気ダクト１０までの燃焼空気Ｇの流れについて説明すると、まず、バーナー部３６から炎３７とともに燃焼室２３に導入された燃焼空気Ｇは、燃焼室２３の連通口２２から燃焼空気対流室２４内に進入し、次いで燃焼空気対流室２４の連通口２２から燃焼空気対流室２５内に入り、燃焼空気対流室２５の連通口２２から燃焼空気対流室２６内に入り、燃焼空気対流室２６の連通口２２から燃焼空気対流室２７内に入り、最後に燃焼空気対流室２７の連通口２２から燃焼空気対流室２８内に至り、そのまま燃焼空気対流室２８の下流にある、燃焼空気対流室２８とほぼ同じ大きさの開口断面積を有する排気ダクト１０から排出口１０ａへ導出される。
【００２４】
以下、この発明の特徴的構成について説明する。
【００２５】
４０は、液槽２の底部下面ｍに溶接等の手段で取付けた複数の金属補強板である。この実施形態では燃焼室２３に複数の金属補強板４０を取付けている。この金属補強板４０は、液槽２が加熱されて歪を発生する場合に、液槽２の歪方向（下方向）と反対方向に液槽２を押し上げる作用を生じさせるためのものである。
【００２６】
この実施形態では、各金属補強板４０は、それそれ、熱伝達媒体１１ａ，１１ａ間に位置している。また、この金属補強板４０の取付け長さ（液槽底部下面ｍから熱室底面ｎに向かっての長さ；以下、補強板長という）を符号Ａで示し、長手方向（Ｄ方向）の長さを符号Ｆで示し、厚みを符号Ｈで示す。
【００２７】
なお、図４から明らかなように、金属補強板４０のＤ方向における先端部４３は先細り形状になっている。先細り形状を採用したのは、金属補強板４０が二点鎖線で示す先端部４４の形状を有する場合に比して、燃焼空気Ｇが流れ易くなるからである。
【００２８】
更に、前記各金属補強板４０には断熱材４１が被覆されている。この断熱材４１は、耐熱性を有する部材で構成され、例えば、無機質系（シリカ、アルミナ、セラミック等）の硬質繊維や、鉱物の繊維状結晶である石綿等を挙げることができる。要するに、耐熱性に優れ、例えば１４００℃位まで耐え、化学的に安定な部材であればよい。
【００２９】
この断熱材４１の被覆手順は以下の通りである。
図４、図５において、金属補強板４０の長手方向に沿って複数の孔４６を設けた状態で金属補強板４０を液槽底部下面ｍに取付ける。続いて、金属補強板４０を覆う大きさの断熱材４１を金属補強板４０の外面と当接させながら金属補強板４０を覆うとともに、セラミック等の断熱材４１と同じ種類の硬質筒状断熱カラー４７を断熱材４１を介して孔４６に嵌め込み固定し、続いて、ボルト５０とナット５１を用いて断熱材４１を金属補強板４０の外面に強固に取付ける。この場合、孔４６に嵌め込まれた断熱カラー４７内にボルト５０を挿入した後、ボルト５０をナット５１で強固に締め付ける。なお、５２，５３はワッシャである。
【００３０】
而して、バーナー部３６から炎３７とともに燃焼室２３に導入された燃焼空気Ｇによる金属補強板４０への熱伝達を断熱材４１で防止できる。また、ボルト５０とナット５１からの金属補強板４０への熱伝達は断熱カラー４７があるため防止できる。よって、金属補強板４０の補強板長を考慮することなく、液槽底部３の熱室底面ｎ方向への歪を搬送コンベア７が支障を受けることのない最小限度にすることができる。その結果、液体加熱装置を長期的に反復継続して使用することができる。
【００３１】
前記表１の右欄には、金属補強板４０の補強板長Ａが３０ｍｍ、５０ｍｍ、６５ｍｍおよび１００ｍｍの金属補強板を液槽の底部下面にそれぞれ溶接した場合のこの発明の歪値が示されており、また、中央欄には従来の歪値が示されている。なお、これらのデータの測定条件は、燃焼（熱室）バーナーの燃焼カロリーを４００００Ｋｃａｌ／ｈとし、前記バーナーの燃焼時間を１時間とした。
【００３２】
表１から、金属補強板４０に断熱材４１を被覆したこの発明の方が、歪値が飛躍的に減少していることが分かる。すなわち、液槽底部３の歪は、従来に比して約１／１０に減少している。なお、補強板長Ａが３０ｍｍ、５０ｍｍ、６５ｍｍおよび１００ｍｍの金属補強板４０では、前記歪値が、それぞれ、＋２．２ｍｍ，＋２．０ｍｍ，＋１．５ｍｍおよび＋１．３ｍｍであるが、この発明では、前記歪値を＋３〜＋４ｍｍ以下に押さえることができる。
【００３３】
なお、この実施形態では、熱室４ａの底面ｎと４つの側壁１２、１３、１４、１５内面を断熱材４１で覆っている。また、燃焼空気対流室２４，２５，２６，２７，２８の底部ｎ₁も断熱材４１で覆っている。更に、仕切板１７，１８も断熱カラー４７を用いない以外は金属補強板４０と同様の取り付け手段で断熱材４１で覆っている。
また、この実施形態では、搬送コンベア７として複数のプレート６を有するものを採用したが、この発明では、複数のプレートを有しない、例えばネットコンベアを設けた液体加熱装置であっても、液槽底部の熱室底面方向への歪をネットコンベアが支障を受けることのない最小限度にすることができ、その結果、ネットコンベアを設けた液体加熱装置を長期的に反復継続して使用することができる。
【００３４】
図６は、被覆する断熱材４１と金属補強板４０を間に空間Ｐができるように断熱材４１を被覆するようにしたこの発明の第２の実施形態を示す。なお、図６において、図１〜図５に示した符号と同一のものは、同一または相当物である。
【００３５】
この場合、断熱材４１と金属補強板４０の間に空間Ｐがあることから、上記第１の実施形態より金属補強板４０が受ける熱的影響を更に減少でき、よって、液槽底部３の熱室底面ｎ方向への歪を更に少なくすることができる。
【００３６】
なお、この場合、金属補強板４０を覆う大きさの一枚物の断熱材４１を使用する代わりに、一枚物の断熱材４１を左右対称に二つ割りしたものを使用すると金属補強板４０の被覆作業が楽になる。
【００３７】
図７は、複数の熱伝達媒体１１ａと、断熱材４１で被覆された金属補強板４０を交互に連続して液槽底部下面ｍに取付けるようにしたこの発明の第３の実施形態を示す。なお、図７において、図１〜図６に示した符号と同一のものは、同一または相当物である。
【００３８】
この場合、各金属補強板４０に断熱材４１を被覆したものを隣接する熱伝達媒体１１ａ，１１ａで挟むように構成したので、上記第１，２の実施形態で示した歪防止効果の他に、熱伝達媒体１１ａの水平方向の歪を金属補強板４０が阻止し、熱伝達媒体１１ａの水平方向の歪を防止して、熱伝達媒体１１ａの水平方向への熱拡散を防止でき、熱伝達媒体１１ａから液槽２に向けて有効な熱伝達を達成できる。
【００３９】
【発明の効果】
この発明では、液槽の底部に熱室を連設して液槽内の液体を加熱するとともに、液槽内で被加熱物を搬送する搬送コンベアを設けた液体加熱装置において、熱室上方の液槽の底部下面に複数の金属補強板を取付けるとともに、前記各金属補強板に断熱材を被覆したので、金属補強板の補強板長を考慮することなく、液槽底部の熱室底面方向への歪を搬送コンベアが支障を受けることのない最小限度にすることができる。その結果、液体加熱装置を長期的に反復継続して使用することができる。
【００４０】
また、この発明では、熱室上方の液槽の底部下面に複数の金属補強板を取付けるとともに、前記各金属補強板に、当該金属補強板との間に空間を有する状態で断熱材を被覆したので、金属補強板が受ける熱的影響を更に減少でき、よって、液槽底部の熱室底面方向への歪を更に少なくすることができる。
【００４１】
更に、この発明では、熱室上方の液槽の底部下面に、複数の熱伝達媒体と複数の金属補強板を取付けた液体加熱装置において、前記各金属補強板に断熱材を被覆したものを隣接する前記熱伝達媒体で挟むようにしたので、歪防止効果の他に、熱伝達媒体の水平方向の歪を金属補強板が阻止し、熱伝達媒体の水平方向の歪を防止して、熱伝達媒体の水平方向への熱拡散を防止でき、熱伝達媒体から液槽に向けて有効な熱伝達を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す全体構成説明図である。
【図２】上記実施形態を示す要部構成説明図である。
【図３】上記実施形態における熱室を説明するための図である。
【図４】上記実施形態における熱室の燃焼室を示す構成説明図である。
【図５】上記実施形態における熱室の燃焼室を示す要部構成説明図である。
【図６】この発明の第２の実施形態の熱室の燃焼室を示す要部構成説明図である。
【図７】この発明の第３の実施形態の熱室の燃焼室を示す要部構成説明図である。
【図８】液槽底部に生じる歪を説明するための図である。
【符号の説明】
１…液体加熱装置、２…液槽、３…液槽底部、４ａ…熱室、５…被加熱物、７…搬送コンベア、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ…熱伝達媒体、１７，１８，１９，２０，２１…仕切板、２３…燃焼室、４０…金属補強板、４１…断熱材、４６…孔、４７…硬質筒状断熱カラー、５０…ボルト、５１…ナット、ｍ…液槽底部下面、ｎ…熱室底面。

Claims

液槽の底部に熱室を連設して液槽内の液体を加熱するとともに、液槽内で被加熱物を搬送する搬送コンベアを設けた液体加熱装置において、熱室上方の液槽の底部下面に複数の金属補強板を取付けるとともに、前記各金属補強板に断熱材を被覆してあることを特徴とする液体加熱装置。
液槽の底部に熱室を連設して液槽内の液体を加熱するとともに、液槽内で被加熱物を搬送する搬送コンベアを設けた液体加熱装置において、熱室上方の液槽の底部下面に複数の金属補強板を取付けるとともに、前記各金属補強板に、当該金属補強板との間に空間を有する状態で断熱材を被覆してあることを特徴とする液体加熱装置。
液槽の底部に熱室を連設して液槽内の液体を加熱するとともに、液槽内で被加熱物を搬送する搬送コンベアを設け、更に、熱室上方の液槽の底部下面に、複数の熱伝達媒体と複数の金属補強板を取付けた液体加熱装置において、前記各金属補強板に断熱材を被覆したものを隣接する前記熱伝達媒体で挟むようにしてあることを特徴とする液体加熱装置。