JP5403454B1 - 水流分布変動式フライヤー - Google Patents

Abstract

【課題】中間層に停滞している揚げカスを効率よく沈下させる。
【解決手段】給水部２０は、油層１０と水層１１との間に自然形成される中間層１２に対し、その下方の水層１１において、略水平に水を噴出させるとともに水噴出方向を周期的に変化させる。これにより給水部２０は、中間層１２に対し下方向きの力を与えるとともに該力の大きさの分布を時間とともに変化させて中間層１２を上下に揺動させ、揚げカスを中間層から沈下させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、油と水の比重差により槽内に油層及び水層が上下に配置され、油層内にヒータが配置され、水層に所定流量の水を供給するとともに槽下部から水を該所定流量排出させる水流分布変動式フライヤーに関する。

フライに用いられるパン粉には一般に、大豆原料のグリセリン酸脂肪エステル製剤などの乳化剤（界面活性剤）が含まれており、油層と水層との間に、乳化物質を含む中間層を形成する。揚げカスは、油より比重が大きいので沈下するが、この中間層に停滞して、水層への沈下が妨げられ、油を劣化させる原因となる。

そこで、下記特許文献１では、水層において、槽の内壁から槽内へ水平に、油層に渦流が生じない程度の所定流量の噴出流を供給するとともに、槽下部から水を該所定流量排出させることにより、水噴出方向に位置する槽壁面付近の中間層を部分的に破壊させ、該槽壁面付近から排水口に向かう水の流れで、揚げカスの沈下を促進させている。

また、下記特許文献２では、水層において、槽壁面から槽内下斜め且つ横斜め方向に向けたノズルから水を噴出させるとともに、槽下部から同量の水を排出させることにより、下方へのらせん状渦流を生じさせ、その水流で、槽下部に配置した回転翼を回転させ、揚げカスをカス溜まりに落とし込むフライヤーが開示されている。

特開２０１２−１８３２７３号公報 特開２０１０−１７２６７７号公報

しかしながら、上記特許文献１のフライヤーでは、中間層の部分的破壊部が比較的狭いので、揚げカス沈下促進効率が不充分である。また、上記特許文献２のフライヤーでは、中間層に停滞している揚げカスを沈下させる方法について、記載が無い。

本発明の目的は、このような問題点に鑑み、中間層に停滞している揚げカスを効率よく沈下させることが可能な水流分布変動式フライヤーを提供することにある。

本発明の水流分布変動式フライヤーの第１態様では、油と水が収容され、両者の比重差により上層及び下層にそれぞれ油層及び水層が自然形成される槽と、該油層内に配置されるヒータと、該水層に所定流量の水を供給する給水部と、該槽の下部から該水層の水を該所定流量排出させる排水部とを備えた水流分布変動式フライヤーにおいて、
該給水部は、該油層と該水層との間に自然形成される中間層に対しその下方の該水層において、略水平方向に水を噴出させるとともに水噴出方向を周期的に変化させる。

本発明による水流分布変動式フライヤーの第２態様では、第１態様において、該給水部は、該水層内において該槽の横断面中央部から水を放射状に分岐させて噴出させるとともに該中央部の回りに噴出流を回転させる。

本発明による水流分布変動式フライヤーの第３態様では、第２態様において、該給水部は、
該槽に固着され、一端側から給水される水を該槽の外部から該槽内へ導き該槽の縦断面中央部かつ該水層内において垂直上方に噴出させる水道管と、
円板の一端面に中央部から周部へ向けて放射状に、複数の羽根板のそれぞれの一辺が固着され、該円板中央部に垂直に可動管の一端が固着され、該可動管の該一端側周面に、該複数の羽根板のそれぞれに対して孔が穿設され、該可動管が該水道管の上部に外嵌され、該水道管の該複数の孔から該可動管の該孔を通って噴出される水が該複数の羽根板に当てられて該円板が該水道管に対し回転される回転体と、
を有し、該複数の羽根板に当てられた水が略水平方向に噴出するように構成したものである。

本発明による水流分布変動式フライヤーの第４態様では、第２態様において、該給水部は、
該槽に固着され、一端側から給水される水を該槽の外部から該槽内へ導き該槽の縦断面中央部かつ該水層内において垂直上方に噴出させる水道管と、
下端部が該水道管の上端部に高さ位置を調節自在に接続され、該水道管から導入される水を上端面から複数真上に円周状に分岐噴出させる分岐噴出管と、
円板の一端面に中央部から周部へ向けて放射状に、複数の羽根板のそれぞれの一辺が固着され、該円板が水平にされてその中心の回りに回転自在に支軸で支持され、垂直に配置された該支軸の下端部が該分岐噴出管の上端面中心部に固着された回転体と、
を有し、該分岐噴出管から分岐噴出された水の一部が該複数の羽根板に当てられて略水平方向に反射されながら該円板を回転させるように構成したものである。

本発明による水流分布変動式フライヤーの第５態様では、第１態様において、
該給水部は、水の粘性により該中間層に停滞している揚げカスが水平方向に移動する程度の流量の水を、該槽の壁面から該水層内へ断続的に噴出させる。

本発明による水流分布変動式フライヤーの第６態様では、第５態様において、
該給水部は、該槽の壁面の複数箇所から所定順に該水層内へ水を噴出開始させ、該所定順に該噴出を停止させる動作を、周期的に繰り返す。

本発明による水流分布変動式フライヤーの第７態様では、第１態様から第６態様のいずれかの態様において、
該排水部は、該槽に接続された排水管と、該排水管に流れる水を排出方向へ加速させる排水加速手段と、を備える。

本発明による水流分布変動式フライヤーの第８態様では、第７態様において、
該排水加速手段は、該排水管に流れる水を排出方向へ加速させる向きに水を噴射する水噴射ノズルから成る。

本発明による水流分布変動式フライヤーの第９態様では、第８態様において、
該排水管は、排出方向を変える屈曲部を有し、
該水噴射ノズルは、該屈曲部に設けられている。

本発明による水流分布変動式フライヤーの第１０態様では、第８態様または第９態様において、
該水噴射ノズルは、該排水管の内面を貫通し、先端が該排水管の内面上に位置する状態に設けられている。

上記第１態様の構成によれば、給水部が中間層に対しその下方の水層において、略水平方向に水を噴出させるとともに水噴出方向を周期的に変化させることにより、該中間層に対し下方向きの力を与えるとともに該力の大きさの分布を時間とともに変化させて該中間層を上下に揺動させるので、揚げカスを該中間層から効率よく沈下させることができるという効果を奏する。

上記第３又は第４態様の構成によれば、該給水部が、該水層内において該槽の横断面中央部から水を放射状に分岐させて噴出させるとともに該中央部の回りに噴出流を回転させるので、該中間層の面の比較的広い範囲で、揚げカスを該中間層から効率よく沈下させることができるという効果を奏する。

上記第５態様の構成によれば、該給水部が、水の粘性により該中間層に停滞している揚げカスが水平方向に移動する程度の流量の水を、該槽の壁面から該水層内へ断続的に噴出させるので、該給水部自体を回転させることなく、揚げカスを該中間層から効率よく沈下させることができるという効果を奏する。

上記第６態様の構成によれば、該給水部が、該槽の壁面の複数箇所から所定順に該水層内へ水を噴出開始させ、該所定順に該噴出を停止させる動作を、周期的に繰り返すので、該中間層の下面のより広い範囲で、揚げカスを該中間層から効率よく沈下させることができるという効果を奏する。

上記第７態様の構成によれば、排水管に流れる水を排出方向へ加速させることによって、水槽に供給する水の流量を大きく設定することができる。これにより中間層を確実に、しかも広範囲に上下方向へ揺動させることができ、中間層に停滞した揚げカスを確実に沈下させることが可能となる。

上記第８態様の構成によれば、排水加速手段は水噴射ノズルによって構成されているので、簡易な構成で排水管に流れる水を排出方向へ加速させることができる。

上記第９態様の構成によれば、排水管に流れる水の勢いが弱くなる屈曲部に水噴射ノズルが設けられているので、効率よく水を排出方向へ加速させることができる。

上記第１０態様の構成によれば、水噴射ノズルの先端部が排水管内を流れる揚げカスの邪魔にならないので、揚げカスが詰まって排水管内の水の流量が減少してしまうのを防止することができる。

本発明の他の目的、特徴的な構成及び効果は、以下の説明を特許請求の範囲及び図面の記載と関係づけて読むことにより明らかになる。

本発明の実施の形態１に係る水流分布変動式フライヤーの概略縦断面図である。 （Ａ）は図１中の給水部の概略底面図、（Ｂ）は該給水部の概略正面図、（Ｃ）は該給水部の回転動作説明図である。 水層内における給水部からの噴水流動作説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は本発明の原理説明図である。 給水部の回転板上部の水流説明図である。 本発明の実施の形態２に係る水流分布変動式フライヤーの給水部の概略正面図である。 本発明の実施の形態３に係る水流分布変動式フライヤーの給水部の概略分解斜視図である。 この給水部を組み付けた状態の概略正面図である。 この給水部の動作説明用底面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は本発明の実施の形態４に係る水流分布変動式フライヤーの給水部概略説明図であって、槽の水層における概略横断面である。 本発明の実施の形態５に係る水流分布変動式フライヤーの概略縦断面図である。 図１１の排水部の部分断面図である。 水が排水管を流れる様子を説明するための図である。 （Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ排水部の変形例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ排水部の変形例を示す図である。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る水流分布変動式フライヤーの概略縦断面図である。

槽１４は、横断面が矩形で、上部が４角柱、下部が略逆四角錐の形になっている。槽１４の下端部中央には、給水部２０の水道管２１の下端部が固着されている。水道管２１は、槽１４の中央部を通って垂直に立設されている。給水部２０の上部構造は、後述する。

空の槽１４に対し、水道管２１の下端側から所定流量の水道水が供給され、給水部２０の上端部から後述のように水平方向へ放射状に分岐噴水されて、水層１１が形成される。次に、槽１４の上端開口２２から調理油が流入されると、水との比重差により油層１０が形成される。

新鮮な調理油であっても、パン粉などに含まれる界面活性剤により、油層１０と水層１１との間に、乳化物質を含む中間層１２が形成される。

油層１０内には、その高さ方向中間位置に、ヒータ２３が水平に配設されている。調理中においては、ヒータ２３の表面温度が設定温度、例えば１７０℃になるように制御される。油層１０は、ヒータ２３の上側で対流し、高温部となる。しかし、油層１０は、ヒータ２３の下側ほど温度が低くなるのでヒータ２３の下側では対流せず、水層１１の近くでは水温にほぼ等しくなり、低温部となる。

槽１４の下端部は排水部１００に接続されている。排水部１００は、槽１４の下端部に連結された排水量調節部２４と、排水量調節部２４に連結された排水管２５と、を備えている。水道管２１の下端側から所定流量の水が供給されると共に、該所定流量の水が、排水量調節部２４を介し排水管２５から排出される。

排水量調節部２４は、手動式のバルブなどを用いて排水流量を直接的に調節する構成であってもよく、水層１１又は油層１０の上面の液位が一定になるように給水流量と排水流量とを制御する制御装置を介して、排水流量を間接的に調節する構成であってもよい。

排水管２５の下方には、受け皿２６が配置され、受け皿２６内に載置されたフィルタ２７で、排水に含まれる水分が分離されて下方へ排出されるとともに、フィルタ２７上に揚げカス２８が堆積する。水道管２１への給水は、常時行っても、断続的、例えば２０分間断水する毎に１０分間給水するようにしてもよい。

図２（Ａ）は、給水部２０の概略底面図である。図２（Ｂ）は、給水部２０の概略正面図である。

給水部２０の上端部は、円板３１の下面に、円板３１の中央部から円周部へ向けて放射状に、略矩形の羽根板３２〜３４のそれぞれの１つの長辺が固着されている。より詳細には、羽根板３２〜３４は、それぞれの該長辺が、円板３１の半径方向に対し少し傾斜された状態で、円板３１に固着されている。羽根板３２〜３４の長辺のうち円板３１の中央側を向いた面は、羽根板３２〜３４の長辺が延びる方向の直線を通り円板３１に垂直な面に対し、下端側が円板３１の中央に近づく方向（図２（Ａ）においては反時計回りの方向）へ少し傾斜する傾斜面となっている。前者の傾斜は、円板３１を回転させるためであり、後者の傾斜は、円板３１の上昇を防止するためである。

また、円板３１の中央部に可動管３５の先端が、円板３１と同芯にして円板３１に垂直に固着されている。可動管３５には、水道管２１の上端部が嵌入され、可動管３５は水道管２１に対し回転自在となっている。

可動管３５の上端部には、その周面と直角方向に、羽根板３２〜３４のそれぞれの傾斜面中央部に向けて孔３６〜３８が穿設されている。これに対し、水道管２１の上端部には、その周面と直角方向に例えば６個の孔３９が穿設されている。

上記のような構成の給水部２０に対し、水道管２１の下端側から水道水を給水すると、図２（Ｃ）に示す如く、水が水道管２１の各孔３９から水平方向へ分岐流出し、更に可動管３５の孔３６〜３８から流出して、それぞれ羽根板３２〜３４に当たり、円板３１に対し回転モーメントが生ずる。これにより、円板３１が水道管２１に対し回転しながら、水が円板３１から放射状に噴射され、各噴射方向が該回転に伴って変化する。また、上述したように羽根板３２〜３４の長辺のうち円板３１の中央側を向いた面は、下端側が円板３１の中央に近づく方向へ少し傾斜する傾斜面となっている。従って、この傾斜面に噴射された水が当たることによって羽根板３２〜３４に下方向への力が働き、円板３１の上昇が防止される。

円板３１は、図１に示すように、水層１１の上面から下方に位置している。

油層１０の下端部の槽壁には、排出管２９を介してコック３０が接続されており、調理を終えて油を回収するときには、コック３０を開状態にして油層１０の油を容器内へ流入させる。この後、排水量調節部２４を開状態にして水層１１の水抜きを行い、必要に応じ槽１４内を洗浄する。

上記の如く構成されたフライヤーにおいて、図１の状態で水道管２１の下端側から所定流量給水するとともに、該所定流量の水を、排水量調節部２４を介し排水管２５から排出させる。給水部２０の上方から見たとき、図３に示すように、水層１１内において給水部２０から噴水流４０〜４２が放射状に噴出され、給水の流量に応じた回転速度で図示のように回転する。

図４（Ａ）に示すように、調理中において、揚げカス１３は、油との比重差により油層１０中を自然に沈下し、中間層１２の下面側に停滞する。揚げカス１３が中間層１２に停滞する原因は、モノマー、乳化粒子又はミセルを構成している界面活性剤の疏水基が、揚げカス１３に押下されて水中へ侵入しようとするとき、水層１１の水から上方向の反発力を受けるためと考えられる。

具体的には、界面活性剤のモノマーが、その親水基を水層１１の上部側に位置させ、その疎水基を中間層１２の下部側に位置させた状態で安定しているとき、揚げカス１３がこのモノマーを押下すると、モノマーの疎水基が水層１１の水から上方向の力を受けて、モノマーが揚げカス１３を持ち上げるためと考えられる。

また、Ｗ／Ｏ（ウォーター・イン・オイル）型の乳化粒子が、揚げカス１３と水層１１の上面との間に位置している状態のとき、揚げカス１３がこの乳化粒子を押下すると、乳化粒子の疎水基が水層１１の上部に侵入し、この疎水基が水層１１の水から上方向の力を受けて、乳化粒子が揚げカス１３を持ち上げるためと考えられる。また、界面活性剤がミセルを形成している場合も、乳化粒子の場合と同様であると考えられる。

乳化粒子又はミセルが、揚げカス１３と水層１１の上面との間以外、例えば揚げカス１３の側面に存在していたとしても、揚げカス１３の側面に存在する乳化粒子等は揚げカス１３を持ち上げることに寄与しない。従って、揚げカス１３が中間層１２から受ける上方への力は、中間層１２の厚みに依存しないと考えられる。

図４（Ａ）に示す状態で、図４（Ｂ）に示すように、揚げカス１３の下方で噴水流４０を生じさせると、乱流であってもベルヌーイの定理が概略成立することにより、噴水流４０の位置での圧力が低下する。これにより中間層１２の下面には図示のように下方向の吸引力４３が働き、この部分の中間層１２の下面が凹状に変形するとともに、揚げカス１３が下方へ引かれる。そして、揚げカス１３の下部が水層１１の上部に侵入して揚げカス１３の空隙に水が毛細管現象で浸入し、揚げカス１３の比重が増加して、水層１１内へ沈下する。

噴水流４０が一定であれば、吸引力４３が働いたとしても、中間層１２の下面状態も一定となって、揚げカス１３は沈下しない。

しかし、図３に示すように、噴水流４０〜４２が給水部２０の中心の周りに回転するので、中間層１２の下側において部分的に噴水流４０〜４２の速度がゼロへと変化して、吸引力４３が無くなる。吸引力４３が無くなると、中間層１２の下部（凹状となった部分）が浮力で押し上げられて運動エネルギー変換された後、この運動エネルギーによりこの部分が凸状となる。次いで中間層１２の上部（凸状となった部分）が重力で下方に引き戻される。そして、運動エネルギーによりこの部分が凹状となる。このように中間層１２は、上記動作を繰り返し、油の粘性で減衰しながら上下方向に揺動する。なお、中間層１２の上部（凸状となった部分）が重力で下方に引き戻されるタイミングで、中間層１２の上部に対応した位置において噴水流４０〜４２が噴射されれば、共鳴状態となり、中間層１２の上下方向の揺動が増大する。

給水部２０の回転により、上記動作が、繰り返し行われる。また、上述したように給水部２０から噴水流４０〜４２が放射状に噴出される。これにより、広い範囲の中間層１２が上下方向へ揺動することになる。従って、揚げカス１３の沈下が大幅に促進される。円板３１の上面についても、図５に示すように、水の粘性により矢印で示すような流れ４４が生じ、これにより、上記同様の動作が生ずる。

本方式の水流分布変動式フライヤーによれば、揚げカスの沈下を従来よりも大幅に促進させることができ、これにより、油層１０の劣化速度をより低減できる。また、揚げカスのみならず油層１０内の油酸化物や悪臭物質等の不純物も、上記揺動により水中へ分散する量が従来より増大すると考えられる。これにより、油層１０内の油を、配管及びポンプを介して槽１４の下部に流入させることにより、水層１１で油を浄化させるというような複雑な構成が不要になり、フライヤーの構成を簡単化するとともに、そのメンテナンスを容易化することができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る水流分布変動式フライヤーの給水部２０Ａの概略正面図である。

この給水部２０Ａでは、図２（Ａ）〜（Ｃ）の円板３１を、半割円板３１Ａと３１Ｂとに２分割し、半割円板３１Ａを、図２（Ａ）〜（Ｃ）の円板３１と同じ高さ、即ち、可動管３５の孔３６〜３８よりも上側に設置し、半割円板３１Ｂを、可動管３５の孔３６〜３８よりも下側に設置している。半割円板３１Ａの下面には図２の羽根板３３及び３４を固着し、半割円板３１Ｂの上面には図２の羽根板３２を固着している。給水部２０Ａの羽根板３２〜３４を、給水部２０Ａの上方から透視したときの羽根板３２〜３４の配置は、図２の場合と同一である。なお、半割円板３１Ｂに固着した羽根板３２の長辺のうち円板３１の中央側を向いた面は、円板３１に垂直な面、又は、上端側が円板３１の中央から離れる方向へ少し傾斜する傾斜面となっている。

他の点は、上記実施の形態１と同一である。

本実施の形態２の水流分布変動式フライヤーによれば、給水部２０Ａの中心側上部においても、中間層１２の下面を効率良く上下に揺動させることができるので、揚げカス沈下促進をより広い範囲で効果的に行うことが可能となる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る水流分布変動式フライヤーの給水部２０Ｂの概略分解斜視図である。図８は、この給水部２０Ｂを組み付けた状態の概略正面図である。図９は、動作説明用底面図である。

羽根板３２〜３４は、実施の形態１と同様に円板３１Ｃの下面に、それぞれの１つの長辺が固着されている。但し、真下から垂直上方への水流を９０度屈曲させるため、羽根板３２〜３４はいずれも、円板３１Ｃの半径方向の直線を通り円板３１Ｃに垂直な面に対し、羽根板３２〜３４の一面が略４５度傾斜された状態で、円板３１に固着されている。

円板３１Ｃは、中心部に孔が形成されており、この孔に支軸５０の先端部が遊嵌され、支軸５０に環着されたストッパー５１とストッパー５２とでそれぞれ下方向及び上方向への移動が阻止される。これにより、円板３１Ｃは、支軸５０の回りに回転自在となっている。

支軸５０の下端は、水分岐円板５３の一面中心に直角に固着されている。水分岐円板５３には、その中心から所定半径の位置を中心とする複数の円孔５４が等間隔に形成されている。水分岐円板５３は、高さ調整管５５の上端に固着され、高さ調整管５５の下端側から、上端開口の水道管２１Ａが嵌入される。高さ調整管５５の周面に形成された螺孔５６に、ねじ５７が螺入されて高さ調整管５５が水道管２１Ａに対し設定高さ位置に固定される。

水道管２１Ａの下端側から給水すると、その水が高さ調整管５５を介し複数の孔５４のそれぞれから垂直上方に噴出し、図９に示すように、羽根板３２〜３４に当たったものは９０度屈曲されて、太線で示す羽根板基端線と直角な方向へ進み、それぞれ噴水流６０〜６２となり、一方、円板３１Ｃの底面に当たったものは下方に反射される。この屈曲時に、円板３１Ｃに対し回転モーメントが与えられて、円板３１Ｃが図示矢印６３の方向へ回転する。噴水流６０〜６２が基端線と直角な方向であるので、噴水流６０〜６２もこの方向に回転する。

したがって、実施の形態１で述べたのと同様の圧力分布変動による揺動が中間層１２で生じて、沈下が阻止された揚げカスを、効率よく沈下させることができる。

次に、実験の条件及び結果について説明する。

実験条件の概略は、槽１４の上部横断面が４００ｍｍ×４００ｍｍ、油層１０の厚みが８０ｍｍ、ヒータ２３の表面温度が１７０℃、水層１１の水温が１０℃、ヒータ２３の中心位置が油層１０の上面から４０ｍｍ、円板３１Ｃの直径が１００ｍｍ、中間層１２の下面と噴水流４０の中心との間の距離ｄが２５ｍｍ、水道管２１の内径が６ｍｍ、水道管２１への給水量及び排水量調節部２４による排水量が水層１１リットル／ｍｉｎであった。

実験の結果、円板３１Ｃの回転速度が約８秒／回転（滑らかに一定速で回転）、中間層１２の下側で噴出される噴水流４０〜４２の周期が約８／３＝２．７秒、中間層１２の下面の上下方向の揺動振幅が最大で１５ｍｍ程度となった。一握りのパン粉を開口２２から油層１０上に投入し、１０分経過後に、揚げカス２８の量を確認したところ、約９０〜９５％の揚げカス２８が回収され、中間層１２上の揚げカス１３は殆どゼロとなり、槽１４の下部傾斜面上に約５〜１０％程度が排出されずに残っていた。中間層１２の下面の揺動周期は２〜３ｓｅｃ程度であり、上記噴水流４０〜４２の周期とほぼ一致し、ほぼ共鳴状態となっていた。換言すれば、実験を繰り返し、このような略共鳴状態になるように調整してから行った実験の結果である。

中間層１２が垂直方向に揺動しても、油層１０の低温部にある油の粘性が中間層１２の界面活性剤の粘性に比べて大きいので、油層１０の低温部において上下方向へ揺動するエネルギーが拡散される。このため、油層１０の上面において上下方向への揺動は観測されなかった。また、この揺動の方向は中間層１２の面に対して垂直であるので、油層１０の熱対流に殆ど影響は無く、油層１０内の深さ方向の温度分布は、噴水流４０〜４２を噴出させなかった場合と殆ど変化が無かった。

比較例として、円板３１Ｃの回転をロックし、その他の条件を同一にして実験を行ったところ、上記１０分経過後の揚げカス２８の量は、約４０〜７０％で、中間層１２上の揚げカス１３もその程度残っていた。この場合の揚げカス沈下促進効果は、水層１１の上部の放射状水流と、槽１４の下部からの排水とにより、槽の内壁付近で下方側の流れが生じて、界面活性剤の分子が低減したことによるものと考えられる。

なお、実施の形態１によれば、水分岐円板５３からの分岐水流の真下への反射がないので、供水流量を実施の形態３の場合の約半分に低減して実施の形態３の場合と同様の効果が得られると考えられる。

（実施の形態４）
図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る水流分布変動式フライヤーの給水部概略説明図である。

図１０（Ａ）に示すように、図１の噴水流４０と同じ高さ位置に、槽１４の壁面１４１を貫通する給水ノズル７０及び７１を、それぞれの軸方向を水平にして壁面１４１に固着している。給水ノズル７０及び７１には、切替弁７２を介して交互に一定時間毎、給水される。これにより、図１０（Ａ）に示すように給水ノズル７０から噴水流７３が生ずる状態と、図１０（Ｂ）に示すように給水ノズル７１から噴水流７４が生ずる状態とが、交互に繰り返される。

給水ノズル７０及び７１の軸方向は、時間平均して水層１１に渦流が生ずるように定められている。給水の流量は、この時間平均的渦が、水の粘性により中間層１２の下面に伝達して、揚げカス１３が中間層１２上で移動するように定められる。これにより、中間層１２に対しては、実施の形態１の給水部２０を回転させた場合と同様の効果が得られる。

（実施の形態５）
図１１は、本発明の実施の形態５に係る水流分布変動式フライヤーの排水部の概略縦断面図である。

図１１に示すように排水部１００Ａは、排水管１０１と、排水加速手段としての水噴射ノズル１０２とを備えている。

排水管１０１は、内径が４０ｍｍの丸パイプから成る垂直部１０１ａ、１０１ｅ、１０１ｉと、水の流れる方向を変える屈曲部１０１ｂ、１０１ｄ、１０１ｆ、１０１ｈと、内径が４０ｍｍの丸パイプから成る水平部１０１ｃ、１０１ｇとによって構成される。垂直部１０１ａの上端は、槽１４の下部に接続されている。垂直部１０１ａの下端には、屈曲部１０１ｂの上端が接続され、屈曲部１０１ｂの右端には、水平部１０１ｃの左端が接続されている。水平部１０１ｃの右端には、屈曲部１０１ｄの左端が接続され、屈曲部１０１ｄの上端には、垂直部１０１ｅの下端が接続されている。垂直部１０１ｅの上端には屈曲部１０１ｆの下端が接続され、屈曲部１０１ｆの右端には、水平部１０１ｇの左端が接続されている。水平部１０１ｇの右端には、屈曲部１０１ｈの左端が接続され、屈曲部１０１ｈの下端には、垂直部１０１ｉの上端が接続されている。水平部１０１ｇは、油層１０の上面よりもわずかに低い位置に設けられている。

水噴射ノズル１０２は、一例として、先端開口の直径が１０ｍｍの丸パイプによって構成されている。図１２に示すように水噴射ノズル１０２は、屈曲部１０１ｂに、その内面を貫通した状態に設けられている。水噴射ノズル１０２の先端下部は屈曲部１０１ｂの内面上に位置している。従って、排水管１０１内に突出している水噴射ノズル１０２の先端部分は、ごく僅かとなっている。水噴射ノズル１０２の噴射口は、排水管１０１の水平部１０１ｃが延びる方向を向いている。水噴射ノズル１０２が水を噴射する方向と、排水管１０１内の水が流れる方向との為す角度αは、９０度未満となっている。

なお、本実施の形態５に係る水流分布変動式フライヤーにおいても、上記実施の形態１で説明した給水部２０、水道管２１、受け皿２６、フィルタ２７などを備えている。

次に、本発明の実施の形態５に係る水流分布変動式フライヤーの動作について図１１から図１３を参照して説明する。

図１１に示すように、槽１４内に油と水が入れられた状態では、油層１０の油及び水槽１１の水が排出管１０１内にある水を押す力と、排出管１０１内にある水が油層１０の油及び水槽１１の水を押す力とが釣り合っている。また、排出管１０１内にある水の上面は、排出管１０１の水平部１０１ｇよりもわずかに低いところに位置している。

この状態において、水道管２１から水が供給されると、上記実施の形態１で説明したように、水が給水部２０の上端部から水平方向へ放射状に噴出される。水道管２１から水槽１１に供給される水の流量は、一例として、毎分７リットル（７リットル／ｍｉｎ）に設定されている。水槽１１内の水は、図１２の黒矢印で示すように排水管１０１に流入し、垂直部１０１ａ、屈曲部１０１ｂを通る。

また、屈曲部１０１ｂにおいて、水噴射ノズル１０２から、図１２の白矢印で示す方向へ水が噴射される。水噴射ノズル１０２から噴射される水の流量は、一例として、毎分４リットル（４リットル／ｍｉｎ）に設定されている。なお、上記流量は、水槽１１のサイズや排水管１０１のサイズなどによって適宜変更される。上述したように水噴射ノズル１０２が水を噴射する方向と、排水管１０１内の水が流れる方向との為す角度αは、９０度未満となっている。従って、水噴射ノズル１０２から噴射された水は、排水管１０１内の水を、排出方向（黒矢印で示す方向）へ加速させる。水噴射ノズル１０２から噴射された水は、排水管１０１内の水とともに、図１３の黒矢印で示すように排水管１０１の水平部１０１ｃ、屈曲部１０１ｄ、垂直部１０１ｅ、屈曲部１０１ｆ、水平部１０１ｇ、屈曲部１０１ｈ及び垂直部１０１ｉを通って、受け皿２６に排出される。排水管１０１から排出される水の流量は、水道管２１から水槽１１に供給される水の流量と、水噴射ノズル１０２から噴射された水の流量とを足し合わせた流量、即ち、毎分１１リットル（１１リットル／ｍｉｎ）となっている。

上述したように水噴射ノズル１０２は屈曲部１０１ｂに設けられているので、排水管１０１に流れる水の勢いが弱くなる屈曲部１０１ｂにおいて、効率よく水を排出方向へ加速させることができる。

このように水噴射ノズル１０２から噴射された水によって、排水管１０１内の水が排出方向へ加速するので、排水管１０１内の水の流量が大きくなる。これにより、水道管２１から水槽１１に供給する水の流量を大きく設定することが可能となる。即ち、排水管１０１内の水を排出方向へ加速させない場合には、排水管１０１内の水の流量は、水道管２１から供給された水の重量などに基づく自然の流量（毎分７リットル未満）となる。これに対して、排水管１０１内の水を排出方向へ加速させた場合には、排水管１０１内の水の流量が大きくなるので、水道管２１から水槽１１に供給する水の流量を、上記自然の流量よりも大きく設定することが可能となる。

上記したように水道管２１から水槽１１に供給する水の流量を大きく設定することによって、中間層１２を確実に、しかも広範囲に上下方向へ揺動させることができ、中間層１２に停滞した揚げカス１３を確実に沈下させることが可能となる。

また、上述したように水道管２１から水槽１１に供給する水の流量を大きく設定することによって、水槽１１の水が排水管１０１に流入する勢いを強くすることができる。これにより揚げカス１３が槽１４の下部傾斜面上に沈下した場合であっても、水の勢いに巻き込まれて、揚げカス１３が排水管１０１に吸い込まれる。従って、槽１４の下部傾斜面上に揚げカス１３が残ってしまうのを防止することができる。

排水管１０１に吸い込まれた揚げカス１３は、屈曲部１０１ｂを通過する。上述したように排水管１０１内に突出している水噴射ノズル１０２の先端部分は、ごく僅かとなっている。従って、水噴射ノズル１０２の先端部が排水管１０１内を流れる揚げカス１３の邪魔にならないので、揚げカス１３が詰まって排水管１０１内の水の流量が減少してしまうのを防止することができる。

以上説明したように、上記実施の形態５に係る水流分布変動式フライヤーによれば、排水管１０１に流れる水を排出方向へ加速させることによって、水道管２１から水槽１１に供給する水の流量を大きく設定することができる。これにより中間層１２を確実に、しかも広範囲に上下方向へ揺動させることができ、中間層１２に停滞した揚げカス１３を確実に沈下させることが可能となる。

上記実施の形態５に係る水流分布変動式フライヤーによれば、排水加速手段は水噴射ノズル１０２によって構成されているので、簡易な構成で排水管１０１に流れる水を排出方向へ加速させることができる。

上記実施の形態５に係る水流分布変動式フライヤーによれば、排水管１０１に流れる水の勢いが弱くなる屈曲部１０１ｂに水噴射ノズル１０２が設けられているので、効率よく水を排出方向へ加速させることができる。

上記実施の形態５に係る水流分布変動式フライヤーによれば、水噴射ノズル１０２の先端部が排水管１０１内を流れる揚げカス１３の邪魔にならないので、揚げカス１３が詰まって排水管１０１内の水の流量が減少してしまうのを防止することができる。

以上において、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明には他にも種々の変形例が含まれ、上記複数の実施の形態で述べた構成要素の他の組み合わせ、各構成要素の機能を実現する他の構成を用いたもの、当業者であればこれらの構成又は機能から想到するであろう他の構成も、本発明に含まれる。

本発明は、給水部が水層内で略水平に水を噴出させるとともに水噴出方向を周期的に変化させることにより、中間層に対し下方向きの力を与えるとともに該力の大きさの分布を時間とともに変化させて中間層を上下に揺動させ、揚げカスを中間層から沈下させる（沈下を促進させる）構成を備えていればよく、例えば、図１において給水部２０の上部から１方向のみ水を噴出させたり、４方向以上噴出させたり、給水部２０の上部を回転させずに実施の形態４のように噴出先を切り替えたり、図１０において、給水ノズルを１つのみ設け、又は槽１４の複数の壁面に給水ノズルを配置して同様に動作させたり、実施の形態１〜３のいずれかの構成と実施の形態４の構成とを組み合わせた構成であったりしてもよい。

また、中間層の構成は、上記実施の形態で述べたもの以外のものであったとしても、中間層に対する上記揺動により揚げカス沈下を促進できるものであれば、本願発明を適用できる。

水道管２１又は２１Ａは、槽１４に固着され、一端側から給水される水を槽１４の外部から槽１４内へ導き槽１４の縦断面中央部かつ水層１１内において垂直上方に噴出させるものであればよく、Ｌ字形でその一端側が槽１４の内壁を貫通し該内壁に固着されたものであってもよいことは勿論である。

上記実施の形態５では、水噴射ノズル１０２の噴射口の向きを、排水管１０１の水平部１０１ｃが延びる方向とした。しかし、排水管１０１に流れる水を排出方向へ加速させることができれば、水噴射ノズル１０２の噴射口の向きは、上記方向に限定されない。例えば、図１４（Ａ）に示すように、屈曲部１０１ｂに水噴射ノズル１０２を斜めの姿勢で取り付け、水噴射ノズル１０２の噴射口の向きを、排水管１０１の水平部１０１ｃが延びる方向に対して下方に傾けた向きにしてもよい。このようにしても排水管１０１に流れる水の勢いが弱くなる屈曲部１０１ｂにおいて、効率よく水を排出方向へ加速させることができる。

上記実施の形態５では、水噴射ノズル１０２を排水管１０１の屈曲部１０１ｂに設けた。しかし、水噴射ノズル１０２を、例えば図１４（Ｂ）に示すように排水管１０１の垂直部１０１ａに設けてもよい。この場合には、例えば排水管１０１の垂直部１０１ａに対し水噴射ノズル１０２を斜めの姿勢で取り付け、水噴射ノズル１０２の噴射口の向きを、垂直下方に対して傾けた向きにしてもよい。このようにしても水噴射ノズル１０２によって排水管１０１に流れる水を排出方向へ加速させることができる。

上記実施の形態５では、排水管１０１を、垂直部１０１ａ、１０１ｅ、１０１ｉと、屈曲部１０１ｂ、１０１ｄ、１０１ｆ、１０１ｈと、水平部１０１ｃ、１０１ｇとによって構成した。しかし、排水管１０１の構成は上記のものに限定されない。例えば図１４（Ｃ）に示すように水平部１０１ｃを、垂直部１０１ａの途中部分に直接連結してもよい。この場合には、例えば垂直部１０１ａの下端に、常時閉状態の強制排出用のバルブを取り付ければよい。このような構成では、水は垂直部１０１ａの上部から水平部１０１ｃへと流れるが、垂直部１０１ａの下部へは流れない。従って、垂直部１０１ａと水平部１０１ｃとの連結部分が屈曲部１０１ｂとなる。このような構成の排水管１０１においては、排水管１０１の垂直部１０１ａに水噴射ノズル１０２を水平の姿勢で取り付け、水噴射ノズル１０２の噴射口を、水平部１０１ｃの流入口に対向させればよい。このようにしても水噴射ノズル１０２によって排水管１０１に流れる水を排出方向へ加速させることができる。

上記実施の形態５では、排水管１０１の垂直部及び水平部を丸パイプによって構成した。しかし、排水管１０１の垂直部及び水平部は丸パイプによって構成されるものに限定されない。例えば、図１５（Ａ）に示すように排水管１０１の垂直部及び水平部を角パイプによって構成してもよい。図１５（Ａ）に示す排水管１０１の垂直部及び水平部は、一例として、内径の一辺が４０ｍｍの角パイプによって構成される。図１５（Ａ）に示すように排水管１０１の垂直部１０１ａの下端には、水平部１０１ｃの左端が連結されている。このような構成においては、一例として、水道管２１から水槽１１に噴出される水の流量は、毎分４リットル（４Ｌ／ｍｉｎ）に設定され、水噴射ノズル１０２から噴射される水の流量は、毎分５リットル（５Ｌ／ｍｉｎ）に設定される。このようにしても水噴射ノズル１０２によって排水管１０１に流れる水を排出方向へ加速させることができる。

また、排水管１０１を丸パイプと角パイプによって構成してもよい。図１５（Ｂ）に示す排水管１０１は、一例として、内径が４０ｍｍの丸パイプと内径の一辺が４０ｍｍの角パイプによって構成される。排水管１０１は、丸パイプから成る垂直部１０１ａと、角パイプから成る水平部１０１ｃとを備えている。垂直部１０１ａの下端には、水平部１０１ｃの左端部上面が連結されている。水平部１０１ｃの左端には閉塞板１０４が取り付けられており、閉塞板１０４には、水噴射ノズル１０２が取り付けられている。このような構成においても、水道管２１から水槽１１に噴出される水の流量は、毎分４リットル（４Ｌ／ｍｉｎ）に設定され、水噴射ノズル１０２から噴射される水の流量は、毎分５リットル（５Ｌ／ｍｉｎ）に設定される。なお、上記流量は、水槽１１のサイズや排水管１０１のサイズなどによって適宜変更される。このようにしても水噴射ノズル１０２によって排水管１０１に流れる水を排出方向へ加速させることができる。

なお、図１４（Ａ）〜（Ｃ）及び図１５（Ａ）〜（Ｂ）において示した排水管１０１においても、噴射ノズル１０２が水を噴射する方向と、排水管１０１内の水が流れる方向との為す角度αは、９０度未満となっている。

また、例えば排水管１０１を、垂直方向に対し横に傾く方向へ延びる傾斜部や、水平方向に対し上又は下に傾く方向へ延びる傾斜部を含めて構成しても良い。

上記実施の形態５では、排水加速手段を水噴射ノズル１０２によって構成した。しかし、排水加速手段は水噴射ノズル１０２に限定されない。例えば、排水加速手段をポンプ等で構成してもよい。

また、その他、具体的な細部構成等についても適宜変更可能である。

１０ 油層
１１ 水層
１２ 中間層
１３、２８ 揚げカス
１４ 槽
１４１ 槽壁
２０、２０Ａ 給水部
２１ 水道管
２２ 開口
２３ ヒータ
２４ 排水量調節部
２５ 排水管
２６ 受け皿
２７ フィルタ
２９ 排出管
３０ コック
３１、３１Ｃ 円板
３１Ａ、３１Ｂ 半割円板
３２〜３４ 羽根板
３５ 可動管
３６〜３９、５４ 孔
４０〜４２、６０〜６２、７３、７４ 噴水流
４３ 吸引力
５０ 支軸
５１、５２ ストッパー
５３ 水分岐円板
５５ 高さ調整管
７０、７１ 給水ノズル
７２ 切替弁
１００、１００Ａ 排水部
１０１ 排水管
１０１ａ 垂直部
１０１ｂ 屈曲部
１０１ｃ 水平部
１０２ 水噴射ノズル
１０４ 閉塞板

Claims (10)

1. 油と水が収容され、両者の比重差により上層及び下層にそれぞれ油層及び水層が自然形成される槽と、該油層内に配置されるヒータと、該水層に所定流量の水を供給する給水部と、該槽の下部から該水層の水を該所定流量排出させる排水部とを備えた水流分布変動式フライヤーにおいて、
   該給水部は、該油層と該水層との間に自然形成される中間層に対しその下方の該水層において、略水平方向に水を噴出させるとともに水噴出方向を周期的に変化させることを特徴とする水流分布変動式フライヤー。
2. 該給水部は、該水層内において該槽の横断面中央部から水を放射状に分岐させて噴出させるとともに該中央部の回りに噴出流を回転させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の水流分布変動式フライヤー
3. 該給水部は、
   該槽に固着され、一端側から給水される水を該槽の外部から該槽内へ導き該槽の縦断面中央部かつ該水層内において垂直上方に噴出させる水道管と、
   円板の一端面に中央部から周部へ向けて放射状に、複数の羽根板のそれぞれの一辺が固着され、該円板中央部に垂直に可動管の一端が固着され、該可動管の該一端側周面に、該複数の羽根板のそれぞれに対して孔が穿設され、該可動管が該水道管の上部に外嵌され、該水道管の該複数の孔から該可動管の該孔を通って噴出される水が該複数の羽根板に当てられて該円板が該水道管に対し回転される回転体と、
   を有し、該複数の羽根板に当てられた水が略水平方向に噴出するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の水流分布変動式フライヤー。
4. 該給水部は、
   該槽に固着され、一端側から給水される水を該槽の外部から該槽内へ導き該槽の縦断面中央部かつ該水層内において垂直上方に噴出させる水道管と、
   下端部が該水道管の上端部に高さ位置を調節自在に接続され、該水道管から導入される水を上端面から複数真上に円周状に分岐噴出させる分岐噴出管と、
   円板の一端面に中央部から周部へ向けて放射状に、複数の羽根板のそれぞれの一辺が固着され、該円板が水平にされてその中心の回りに回転自在に支軸で支持され、垂直に配置された該支軸の下端部が該分岐噴出管の上端面中心部に固着された回転体と、
   を有し、該分岐噴出管から分岐噴出された水の一部が該複数の羽根板に当てられて略水平方向に反射されながら該円板を回転させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の水流分布変動式フライヤー。
5. 該給水部は、水の粘性により該中間層に停滞している揚げカスが水平方向に移動する程度の流量の水を、該槽の壁面から該水層内へ断続的に噴出させることを特徴とする請求項１に記載の水流分布変動式フライヤー。
6. 該給水部は、該槽の壁面の複数箇所から所定順に該水層内へ水を噴出開始させ、該所定順に該噴出を停止させる動作を、周期的に繰り返すことを特徴とする請求項５に記載の水流分布変動式フライヤー。
7. 該排水部は、該槽に接続された排水管と、該排水管に流れる水を排出方向へ加速させる排水加速手段と、を備える、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の水流分布変動式フライヤー。
8. 該排水加速手段は、該排水管に流れる水を排出方向へ加速させる向きに水を噴射する水噴射ノズルから成る、
   ことを特徴とする請求項７に記載の水流分布変動式フライヤー。
9. 該排水管は、排出方向を変える屈曲部を有し、
   該水噴射ノズルは、該屈曲部に設けられている、
   ことを特徴とする請求項８に記載の水流分布変動式フライヤー。
10. 該水噴射ノズルは、該排水管の内面を貫通し、先端が該排水管の内面上に位置する状態に設けられている、
    ことを特徴とする請求項８または９に記載の水流分布変動式フライヤー。

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