JP5608946B2 - 通電加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器内に対を成す電極部が設けられ、当該対を成す電極部間に電圧を印加して容器内に収容された処理対象物を通電加熱する通電加熱装置に関する。

かかる通電加熱装置は、容器内に設けられた対を成す電極部間に電圧を印加して、当該対を成す電極部間に存在する処理対処物自身の電気抵抗により発熱させるジュール加熱（直接通電加熱）を行うことで、処理対象物を加熱するように構成されている（例えば、特許文献１及び２）。このような処理対象物としては、例えば、カスタードクリームやホワイトソース等の液状の流動性食品材料や、水にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の水溶性ポリマーを含む固液混合液等、比較的粘性が高い（加熱に伴い粘性が高くなるものを含む）粘性材料が例示できる。

かかる通電加熱装置として、例えば、特許文献１には、合成樹脂等の電気絶縁性物質を用いて有底円筒形状に形成された容器内に、対を成す電極部として、容器の内周面を構成するように容器の内周面側に全周に亘って貼り付けられた外側電極部と、容器の上方から挿入され、容器の中心に配設された円筒状の内側電極部とが設けられた構成が開示されている。この通電加熱装置では、外側電極部と内側電極部との間の距離を全周に亘って同一距離とすることができ、これら電極部間に存在する処理対象物を均一に通電加熱できるとされている。

また、かかる通電加熱装置として、例えば、特許文献２には、合成樹脂等の電気絶縁性物質を用いて有底円筒形状に形成された容器内に、対を成す電極部として、容器の内周面を構成するように容器の内周面側に全周に亘って貼り付けられた外側電極部と、容器の上方から挿入され、容器の中心から所定距離だけ外側電極部側に偏移した位置にある円筒状の内側電極部とが設けられた構成が開示されている。この通電加熱装置では、内側電極部が容器の中心周りに公転して、処理対象物を均一に通電加熱しながら攪拌を行うことができるとされている。

特開２００２−３１５５４９号公報 特開２００３−１５７９５６号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に開示された通電加熱装置では、導電性金属からなる外側電極部は合成樹脂等からなる容器の内周側に貼り付けられているが、一般に合成樹脂と金属との接着は困難であり、当該接着部分のシール機能を長期間維持させることは困難である。また、外側電極部は、電流が流れるため、容器の内周側で、しかも、容器の上端部分（合成樹脂部分）よりも下方側に配設されるが、このように容器の外部から奥まった箇所にある外側電極部に電流を供給する通電コードを接続するためには、複雑な構成を採用する必要があるとともに、接続部分にシール機能を持ったシール部材を配設する必要がある。
従って、これら通電加熱装置では、電極部の接着やシール構造等において装置構成が複雑になるという問題がある。

一方で、通電加熱装置として、電極部を容器に貼り付けずに、対と成る電極部の両方を、容器内に配設する構成を採用することも考えられている。例えば、図６に示すように、有底円筒形状の容器６０の上方から対と成る電極部（一方側電極部６１、他方側電極部６２）を当該容器６０内に挿入し、一方側電極部６１と他方側電極部６２とを、容器６０の中心軸Ｘを含む平面Ｚを挟んだ両側に配置した通電加熱装置１００が例示できる。これら一方側電極部６１及び他方側電極部６２のそれぞれは、容器６０内に挿入された状態で容器６０の中心軸Ｘに沿う方向に長尺な板状の電極であり、容器６０の内周面６０ａに沿って円弧状に湾曲した形状に構成される。

この通電加熱装置１００では、対と成る電極部６１，６２を容器６０内に配設する際においてシール等を必要としないため、装置構成が比較的簡便となる。しかしながら、対と成る電極部６１，６２のそれぞれが容器６０の内周面６０ａに沿って円弧状に湾曲した板状に構成されているため、容器６０内に挿入配置された状態では、対と成る電極部６１，６２の外周面６１ａ，６２ａと容器６０の内周面６０ａとの間（容器６０の内周面６０ａよりも内径側）には隙間Ａが生じることとなる。この場合、対と成る電極部６１，６２間に電圧を印加しても当該隙間Ａに存在する処理対象物Ｗには電流が流れないため、当該処理対象物Ｗを加熱することができず、容器６０内の処理対象物Ｗには非加熱部分と加熱部分とが存在してしまい、製品の品質が低下する虞がある。

また、この通電加熱装置１００に、容器６０内において当該容器６０の中心軸Ｘ周りで回転する攪拌部材６３を設け、対と成る電極部６１，６２間の処理対象物Ｗを攪拌する構成とすることも考えられている。しかしながら、上述のとおり、対と成る電極部６１，６２が容器６０の内周面６０ａに沿って円弧状に湾曲した板状に構成されているため、攪拌部材６３により処理対象物Ｗを攪拌しても、上記隙間Ａに存在する処理対象物Ｗは攪拌されずに滞留し、滞留した処理対象物Ｗは非加熱部分として残留してしまうこととなる。すなわち、図６の矢印で示すように、処理対象物Ｗは中心軸Ｘを中心とする渦状に攪拌されるが、一方側電極部６１や他方側電極部６２の上流側端部６１ｂ，６２ｂ近傍では、処理対象物Ｗが隙間Ａに入り込まずに中心軸Ｘ側に移動して渦状に攪拌されるため、上記隙間Ａ内や上流側端部６１ｂ，６２ｂ近傍に処理対象物Ｗが滞留し、残留するのである。特に、当該処理対象物Ｗの粘度が高い場合や上記隙間Ａの間隔が狭い場合等には、上記隙間Ａに処理対象物Ｗがより滞留し易くなる虞がある。
さらに、容器６０内を洗浄する場合において攪拌部材６３を回転させたとしても、洗浄用の流体を上記隙間Ａに十分に通流させることが困難となるため、当該隙間Ａ内や上流側端部６１ｂ，６２ｂ近傍に残留した処理対象物Ｗを確実に洗い落とすことができず未洗浄状態となったり、或いは確実に洗浄するために多大な労力が必要となる問題がある。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡便な構成で、しかも、容器内の処理対象物の全体を確実に攪拌しながら加熱して、処理対象物の品質を向上できる通電加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る、容器内に対を成す電極部が設けられ、当該対を成す電極部間に電圧を印加して前記容器内に収容された処理対象物を通電加熱する通電加熱装置の特徴構成は、
前記容器が有底円筒形状に形成され、前記容器の中心軸周りで回転して前記容器内の処理対象物を攪拌する攪拌部材を備えるとともに、
前記対を成す電極部のそれぞれが、前記容器の中心軸を含む平面を挟んだ両側に、前記容器の内周面との間にそれぞれ隙間を形成した状態で配置され、
前記対を成す電極部のそれぞれが、前記容器の中心軸周りで複数に分割され、当該分割された各電極の隣接間に前記処理対象物が移動可能な間隙を形成して配置され、
前記対を成す電極部のそれぞれを構成する前記各電極が、前記容器の中心軸を含む平面に対して対称となるように、当該平面に対して平行な直線上に配置され、
前記各電極に流れる電流が同一値となるように、電圧印加部が前記対を成す電極部間に同一の電圧を印加する点にある。

上記特徴構成によれば、容器内の処理対象物が攪拌部材により容器の中心軸周りで攪拌された際には、処理対象物を、強制的に、分割された各電極の隣接間に形成された間隙を介して、各電極の外側と容器の内周面との間に形成された隙間に移動させることができ、これら隙間に存在する処理対象物を流動化することができる。従って、これら隙間に存在する処理対象物の滞留が防止され、容器内に存在する処理対象物の全体が、対を成す電極部間において加熱及び攪拌が繰り返されることとなり、上記隙間に存在する処理対象物が未加熱状態で残留することを確実に防止することができる。

また、対を成す電極部を容器に貼り付けることなく容器の内周面に対して隙間を形成した状態で容器内に配設する構成を採用することができるとともに、電極部に電流を通流するための通電コード等を設置する際には、容器内の処理対象物と接触しないようにするためのシール部材等を設ける必要が無くなるので、非常に簡便な構成とすることができる。
さらには、容器内の洗浄の際に攪拌部材を回転させることにより、各電極の外側と容器の内周面との間の隙間に、上記各電極の隣接間の間隙を介して洗浄用の液体を確実に通流させることができ、容器内、特に上記隙間の洗浄を確実且つ容易に行うことができる。

よって、仮に処理対象物の粘度が比較的高い場合であっても、簡便な構成で、しかも、容器内の処理対象物の全体を確実に攪拌しながら加熱して、処理対象物の品質を向上することができる。

本発明に係る通電加熱装置の更なる特徴構成は、前記各電極が柱状の長尺部材で構成され、前記長尺部材のそれぞれの軸芯が前記容器の中心軸と平行となるように、前記容器の上方から前記容器内に挿入して配置される点にある。

上記特徴構成によれば、柱状の長尺部材で構成された各電極の全てを、長尺部材のそれぞれの軸芯が容器の中心軸と平行となるように、容器の上方から容器内に挿入して配置することができるので、これら電極の容器内への配設は、非常に容易に、且つ簡便に行うことができる。
また、各電極はそれぞれ柱状に形成されているので、容器内に配設された状態において、これら各電極は容器の径方向に厚みを有することとなる。そのため、容器の中心軸周りで回転する攪拌部材により処理対象物が攪拌されることで、これら各電極は攪拌される処理対象物に対して邪魔板として機能することとなり、処理対象物の攪拌を促進することができる。加えて、各電極の隣接間に形成される間隙が、容器の径方向に厚みを有することとなるので、上記邪魔板による処理対象物の攪拌の促進とも相俟って、これら間隙に移動させられる処理対象物の量が増大して、各電極の外側と容器の内周面との間に形成される隙間に、より多くの処理対象物が移動することとなる。従って、攪拌部材が回転することにより生じる容器の中心軸周りでの処理対象物の渦状の流動を、より促進することができる。

参考例に係る通電加熱装置の概略側面視図 参考例に係る攪拌タンクの横断面視図 参考例に係る攪拌タンク及び通電加熱機構を示す概略構成図 参考例に係る攪拌タンクの横断面視図 実施形態に係る攪拌タンクの横断面視図 従来の通電加熱装置における容器の横断面視図

以下、図１〜図３に基づいて、参考例に係る通電加熱装置５０を説明する。

通電加熱装置５０は、図１に示すように、内部に処理対象物Ｗを収容する攪拌タンク１（容器の一例）と、攪拌タンク１内に設けられる一方側電極部２，他方側電極部３（対を成す電極部）間に電圧を印加して、攪拌タンク１内に収容された処理対象物Ｗを通電加熱する通電加熱機構Ｈと、攪拌タンク１内の処理対象物Ｗを攪拌する攪拌機構Ｋと、攪拌タンク１等を支持する支持基台Ｂとを備える。
すなわち、通電加熱装置５０は、攪拌タンク１内に収容された処理対象物Ｗを、一方側電極部２と他方側電極部３との間に電圧を印加することで処理対象物Ｗ自身の電気抵抗により発熱させて加熱しながら、攪拌機構Ｋにより攪拌することにより、処理対象物Ｗの加熱処理，溶解処理を行うことができるように構成されている。

なお、このような処理対象物Ｗとしては、例えば、カスタードクリームやホワイトソース等の液状の流動性食品材料や、水にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の水溶性ポリマーを含む固液混合液等、比較的粘性が高い（加熱に伴い粘性が高くなるものを含む）粘性材料が例示できるが、以下では、処理対象物Ｗとして、水にＰＶＡを含む固液混合液を用いている。
以下、通電加熱装置５０の各部の構成について説明する。

支持基台Ｂは、図１に示すように、側面視で概略コ字形状に形成され、攪拌タンク１を載置して支持可能な下部基台３０と、攪拌タンク１の上部に配設される蓋体４を上下方向に移動可能な移動機構（図示せず）が配設された上部基台３１と、下部基台３０に連接され上部基台３１を支持する柱部３２とを備えて構成される。

攪拌タンク１は、有底円筒形状に形成され、電気絶縁性及び耐熱性を備えた樹脂で構成されている。攪拌タンク１の上部には、処理対象物Ｗを投入可能な開口部１ａが形成され、当該開口部１ａを開放及び閉鎖自在な円板状の蓋体４が配設されている。攪拌タンク１の底部の中心部には、加熱処理，溶解処理された処理対象物Ｗを排出する排出口１ｂが設けられ、開閉弁１ｃを介して外部へ排出可能に構成されている。なお、本参考例では、攪拌タンク１の内径は、約３１２ｍｍとされている。

蓋体４の中心部には、上方側に突出する円筒状のボス部４ａが形成され、当該ボス部４ａの内径側には、後述する攪拌機構Ｋの駆動軸１０を挿通する貫通孔４ｂが設けられている。また、蓋体４の外周部には、一方側電極部２及び他方側電極部３を取付ける複数の取付部４ｃ（例えば、８つ）が配設されている。各取付部４ｃには、蓋体４の上面と下面とを貫通する電極用貫通孔４ｄが設けられ、当該電極用貫通孔４ｄに一方側電極部２，他方側電極部３において縮径された上端部を挿入して、一方側電極部２及び他方側電極部３を蓋体４に垂下状態で取付け固定可能に構成されている。なお、電極用貫通孔４ｄと一方側電極部２及び他方側電極部３の上端部との接触部分には、電気絶縁性の絶縁ブッシュ（図示せず）が設けられ、蓋体４と一方側電極部２及び他方側電極部３との間での絶縁が図られている。

さらに、蓋体４においてボス部４ａよりも外周側には、攪拌タンク１内の処理対象物Ｗの温度を計測可能な管状の測熱抵抗体からなる温度センサ５が配設され、検出温度を後述する制御部２１に出力可能に構成されている（図３参照）。

攪拌機構Ｋは、駆動軸１０を回転駆動させる駆動モータ１１と、駆動軸１０の下部に配設された平板状の攪拌羽根１２（攪拌部材の一例）とを備える。
駆動モータ１１は、蓋体４の貫通孔４ｂに駆動軸１０を挿通した状態で、固定ブラケット１３を介して締結ボルト（図示せず）により蓋体４の上面に固定されている。駆動軸１０は、攪拌タンク１の中心軸Ｘと同軸で回転可能に構成され、処理対象物Ｗの種類、通電加熱機構Ｈにより印加される電圧、一方側電極部２及び他方側電極部３の配置等に応じて、適切な回転数で回転するように設定されている。例えば、本参考例では、駆動軸１０の回転数は、一分間に６０回転の回転数に設定されている。

平板状に形成された攪拌羽根１２は概略長方形状に形成され、その長手方向を駆動軸１０に沿わせ、短手方向を駆動軸１０の回転半径方向に沿わせた状態で、駆動軸１０の下部（駆動軸１０の略下半分の部分）に配設されている。短手方向における攪拌羽根１２の下部両側部１４は、駆動軸１０の下端よりも若干下方に延出するように配設されている。また、攪拌羽根１２には、平板状に形成された厚み方向に貫通する長方形状の攪拌口１５が、短手方向において駆動軸１０に対して対称となる位置に二対（合計、４つ）設けられている。なお、本参考例では、攪拌羽根１２の短手方向の長さ（回転半径）が、約６０ｍｍとなるように形成されている。
従って、攪拌羽根１２は、駆動モータ１１により攪拌タンク１の中心軸Ｘ周りで回転駆動されることで、図１及び図２に示すように、攪拌タンク１内において、処理対象物Ｗを中心軸Ｘ周りで渦状に流動させるとともに、当該中心軸Ｘ近傍では底部に向かい、順次、底部では攪拌タンク１の内周面１ｄに、内周面１ｄでは上部に、上部では中心軸Ｘ側に向かうように循環流動させることができる。

通電加熱機構Ｈは、図１〜図３（特に、図３）に示すように、攪拌タンク１内に対向配置される一方側電極部２及び他方側電極部３と、一方側電極部２及び他方側電極部３間に電圧を印加する電圧印加部２０とを備える。電圧印加部２０は、支持基台Ｂの上部基台３１に配設される。なお、電圧印加部２０に電流を通電する電源Ｓとしては、商用電源や高周波電源等、特に制限されないが、本参考例では、商用電源の三相交流電源（２００Ｖ）を用いた。

一方側電極部２は、複数本の円柱状（柱状の一例）の長尺部材で構成され、本参考例では、４本の長尺部材（以下、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと記載する場合がある）で構成されている。同様に、他方側電極部３も、複数本の円柱状（柱状の一例）の長尺部材で構成され、本参考例では、４本の長尺部材（各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと記載する場合がある）で構成されている。各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの上端に配設される通電端子（図示せず）が、蓋体４に垂下状態で取付けられた状態において当該蓋体４の上面から突出した状態となり、後述する電気回路を介して電源Ｓに接続される。一方側電極部２及び他方側電極部３は、上述のように電源Ｓとして三相交流電源を用いた場合に腐食を防止するため、チタン電極に導電性のアルミニウムが溶射されて形成されている。なお、本参考例では、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとして、外径が約３０ｍｍの円柱状の長尺部材を用いた。

ここで、図１に示すように、長手部材で構成される一方側電極部２及び他方側電極部３は、攪拌タンク１の縦断面視において、攪拌タンク１の上方から開口部１ａを介して挿入され、長手部材の軸芯が攪拌タンク１の中心軸Ｘと平行となるように配置されて、当該長手部材の下端が攪拌タンク１の内周面１ｄにおける鉛直部分の下端付近に位置するように配置されるが、攪拌タンク１の横断面視における、一方側電極部２及び他方側電極部３の配設位置について説明を加える。当該配置位置は、図２及び図３に示すように、攪拌タンク１の横断面視において、一方側電極２と他方側電極３とが、攪拌タンク１の中心軸Ｘを含む平面Ｚを挟んだ両側に配設され、一方側電極部２の外側と攪拌タンク１の内周面１ｄとの間に隙間Ａを形成し、他方側電極部３の外側と攪拌タンク１の内周面１ｄとの間に隙間Ａをそれぞれ形成した状態で配置されている。なお、本参考例では、当該隙間Ａは約７ｍｍに設定されている。

そして、攪拌タンク１の横断面視において、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの隣接間に処理対象物Ｗが移動可能な間隙Ｃを形成するように、攪拌タンク１の中心軸Ｘを中心とする円周上に湾曲配置されている。同様に、攪拌タンク１の横断面視において、各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが、各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの隣接間に処理対象物Ｗが移動可能な間隙Ｃを形成するように、攪拌タンク１の中心軸Ｘを中心とする円周上に湾曲配置されている。

従って、一方側電極部２は、攪拌タンク１の中心軸Ｘ周りで複数の各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに分割され、他方側電極部３は、攪拌タンク１の中心軸Ｘ周りで複数の各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに分割されて配置されている。また、図３に示すように、一方側電極２ａと当該一方側電極２ａに対して対を成す他方側電極３ａとからなる第１電極対Ｔ１、一方側電極２ｂと当該一方側電極２ｂに対して対を成す他方側電極３ｂとからなる第２電極対Ｔ２、一方側電極２ｃと当該一方側電極２ｃに対して対を成す他方側電極３ｃとからなる第３電極対Ｔ３、一方側電極２ｄと当該一方側電極２ｄに対して対を成す他方側電極３ｄとからなる第４電極対Ｔ４が形成されている。よって、図２及び図３に示すように、これら各電極対を構成する各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、攪拌タンク１の横断面視において、攪拌タンク１の中心軸Ｘを含む平面Ｚ（図３において破線で示す）に対してそれぞれ対称となるように、攪拌タンク１の中心軸Ｘを中心とする同一円周上に湾曲配置される。なお、本参考例では、攪拌タンク１の横断面視において、攪拌タンク１の中心軸Ｘから各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの軸芯及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの軸芯までの距離は、約１３４ｍｍに設定される。

なお、本参考例では、図２及び図３に示すように、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、攪拌タンク１の中心軸Ｘを含む平面Ｚに対して当該中心軸Ｘ周りで反時計回りに４５度回転させた位置に一方側電極２ａが配置され、当該位置から中心軸Ｘ周りで反時計回りに３０度ずつ角度を空けて、その他の一方側電極２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ等間隔に配置されるように構成されている。同様に、各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、攪拌タンク１の中心軸Ｘを含む平面Ｚに対して当該中心軸Ｘ周りで時計回りに４５度回転させた位置に他方側電極３ａが配置され、当該位置から中心軸Ｘ周りで時計回りに３０度ずつ角度を空けて、その他の他方側電極３ｂ，３ｃ，３ｄがそれぞれ等間隔に配置されるように構成されている。従って、本参考例では、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの隣接間や各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの隣接間に形成される間隙Ｃの距離は、約５０ｍｍに設定されている。

電圧印加部２０は、図３に示すように、一方側電極部２及び他方側電極部３間に電圧を印加可能で、さらに、各電極対に対して個別に電圧を印加可能に構成され、主として制御部２１を備えた電気回路により構成されている。本参考例では、第１電極対Ｔ１及び第４電極対Ｔ４のそれぞれに対して所定の第１電圧を印加し、第２電極対Ｔ２及び第３電極対Ｔ３のそれぞれに対して所定の第２電圧（第１電圧とは異なる電圧）を印加する場合について説明する。

具体的には、図３に示すように、電源Ｓに接続された分電盤２２の一方の端子に第１絶縁トランス２３の一方の端子を接続し、当該第１絶縁トランス２３の一方の端子に第１電極対Ｔ１の一方側電極２ａ及び第４電極対Ｔ４の一方側電極２ｄを並列に接続する。同様に、電源Ｓに接続された分電盤２２の他方の端子に第１絶縁トランス２３の他方の端子を接続し、当該第１絶縁トランス２３の他方の端子に第１電極対Ｔ１の他方側電極３ａ及び第４電極対Ｔ４の他方側電極３ｄを並列に接続する。
また、電源Ｓに接続された分電盤２２の一方の端子に第２絶縁トランス２４の一方の端子を接続し、当該第２絶縁トランス２４の一方の端子に第２電極対Ｔ２の一方側電極２ｂ及び第３電極対Ｔ３の一方側電極２ｃを並列に接続する。同様に、電源Ｓに接続された分電盤２２の他方の端子に第２絶縁トランス２４の他方の端子を接続し、当該第２絶縁トランス２４の他方の端子に第２電極対Ｔ２の他方側電極３ｂ及び第３電極対Ｔ３の他方側電極３ｃを並列に接続する。なお、分電盤２２の一方の端子と他方の端子との電位差は、例えば、約４００Ｖとされている。

ここで、第１絶縁トランス２３及び第２絶縁トランス２４の変圧特性は、各電極対間の距離（攪拌タンク１の中心軸Ｘを含む平面Ｚを挟んだ両側に配置される各電極間の距離）等の配置や処理対象物Ｗの特性等の条件を勘案して、各電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに流れる電流が略同一値となるように予め設定されている。なお、本参考例では、一方側電極２ｂと他方側電極３ｂとの間（第２電極対Ｔ２間）及び一方側電極２ｃと他方側電極３ｃとの間（第３電極対Ｔ３間）のそれぞれの距離（約２４０ｍｍ）は、一方側電極２ａと他方側電極３ａとの間（第１電極対Ｔ１間）及び一方側電極２ｄと他方側電極３ｄとの間（第４電極対Ｔ４間）のそれぞれの距離（約１７０ｍｍ）よりも長いので、第２電極対Ｔ２間及び第３電極対Ｔ３間にそれぞれ印加する第２電圧を、第１電極対Ｔ１間及び第４電極対Ｔ４間にそれぞれ印加する第１電圧よりも大きくして、各電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに流れる電流が略同一値となるように適切に設定されている。

また、第１絶縁トランス２３と分電盤２２との間には、第１絶縁トランス２３に供給される電力を計測して制御部２１に計測結果を出力する第１電力計測部２５を備える。また、電源Ｓからの電流を制御部２１からの指令に基づいて遮断する第１サイリスタ２６を、分電盤２２の一方の端子と第１電力計測部２５との間に備える。同様に、第２絶縁トランス２４と分電盤２２との間には、第２絶縁トランス２４に供給される電力を計測して制御部２１に計測結果を出力する第２電力計測部２７を備える。また、電源Ｓからの電流を制御部２１からの指令に基づいて遮断する第２サイリスタ２８を、分電盤２２の一方の端子と第２電力計測部２７との間に備える。これにより、制御部２１は、温度センサ５からの検出温度に基づいて、電源Ｓからの電流を各別に遮断できるとともに、確実に遮断できているか否かを確認することができる。

次に、通電加熱装置５０を用いて、処理対象物Ｗを加熱処理，溶解処理する運転動作について説明する。
まず、下部基台３０に載置された状態の攪拌タンク１内に、攪拌タンク１の開口部１ａを介して処理対象物ＷであるＰＶＡ粉末を所定量投入する。上部基台３１に設けられた移動機構を作動させ、攪拌機構Ｋ並びに一方側電極部２及び他方側電極部３が取付け固定された蓋体４を、攪拌タンク１の開口部１ａを閉塞するように載置してクランプ部材（図示せず）により固定する。そして、駆動軸１０の回転駆動を開始することで、攪拌タンク１の中心軸Ｘ周りで回転可能に配設された攪拌羽根１２の回転を開始する。具体的には、制御部２１が駆動モータ１１に駆動開始指令を出力して、駆動軸１０に設けられた攪拌羽根１２を攪拌タンク１の中心軸Ｘ周りで一分間当たり６０回転の回転数で回転させる。この状態で、蓋体４に設けられた給水口（図示せず）から水を所定量供給する。

次に、攪拌タンク１の中心軸Ｘを含む平面Ｚを挟んで対向する位置に配設された一方側電極部２と他方側電極部３との間の通電を開始する。具体的には、制御部２１は、第１サイリスタ２６及び第２サイリスタ２８に接続指令を出力して、電源Ｓから電流を通電させ、第１電極対Ｔ１間及び第４電極対Ｔ４間へは第１電圧の印加、第２電極対Ｔ２間及び第３電極対Ｔ３間へは第２電圧の印加を開始させる。

これにより、図２及び図３に示すように、攪拌タンク１内の処理対象物Ｗは、中心軸Ｘ周りで渦状に流動するとともに、中心軸Ｘ近傍では底部に向かい、順次、底部では攪拌タンク１の内周面１ｄに、内周面１ｄでは上部に、上部では中心軸Ｘ側に向かうように循環流動する。この処理対象物Ｗの流動に伴い、当該処理対象物Ｗは、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの隣接間に形成された間隙Ｃ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの隣接間に形成された間隙Ｃに強制的に移動する。そして、これら間隙Ｃを介して、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの外側と攪拌タンク１の内周面１ｄとの間の隙間Ａ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの外側と攪拌タンク１の内周面１ｄとの間の隙間Ａに、処理対象物Ｗを移動させることで、これら隙間Ａに存在する処理対象物Ｗが流動化する。従って、これら隙間Ａに存在する処理対象物Ｗの滞留が防止され、攪拌タンク１内に存在する処理対象物Ｗの全体が、一方側電極部２及び他方側電極部３間（各電極対間）において加熱及び攪拌が繰り返されることとなり、上記隙間Ａに存在する処理対象物Ｗが未加熱状態で残留することを確実に防止することができる。

特に、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄはそれぞれ柱状に形成されているので、攪拌タンク１内に配設された状態において、これら電極は攪拌タンク１の径方向に厚みを有することとなる。これにより、攪拌タンク１の中心軸Ｘ周りで回転する攪拌羽根１２により処理対象物Ｗが攪拌されることで、これら電極は攪拌される処理対象物Ｗに対して邪魔板として機能する。従って、処理対象物Ｗの攪拌を促進することができる。また、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの隣接間及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの隣接間に形成される間隙Ｃが、攪拌タンク１の径方向に厚みを有することとなるので、上記邪魔板による処理対象物Ｗの攪拌の促進とも相俟って、これら間隙Ｃに移動させられる処理対象物Ｗの量が増大して、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの外側と攪拌タンク１の内周面１ａ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの外側と攪拌タンク１の内周面１ａとの間に形成される隙間Ａに、より多くの処理対象物Ｗが移動することとなる。従って、攪拌羽根１２が回転することにより生じる攪拌タンク１の中心軸Ｘ周りでの処理対象物Ｗの渦状の流動を、より促進することができる。

また、円柱状の長尺部材で構成された各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの全てを、長尺部材のそれぞれの軸芯が攪拌タンク１の中心軸Ｘと平行となるように、攪拌タンク１の上方から攪拌タンク１内に挿入して配置するだけでよいので、これら電極の攪拌タンク１内への配設は、非常に容易に、且つ簡便に行うことができる。

一方、攪拌タンク１内の処理対象物Ｗを攪拌しながら加熱している状態では、各電極に流れる電流は略同一値となるため、処理対象物Ｗは均一に加熱される。また、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、円柱状に形成されているので、各電極間での通電は全円周上から偏りなく行われ電流の流れに広がりが生じ易く、通電面積が広くなって、処理対象物Ｗの均一な加熱をより確実に実現することができる。

そして、処理対象物Ｗの攪拌及び加熱を継続し、温度センサ５から制御部２１に入力された検出温度が、処理対象物Ｗの加熱処理及び溶解処理が終了したと判断できる所定温度（例えば、約９０℃）となった場合には、当該所定温度を所定時間（例えば、５分）維持した後、制御部２１は、第１サイリスタ２６及び第２サイリスタ２８に接続解除指令を出力し、各電極対への電力の供給を停止する。そして、制御部２１は、開閉弁１ｃを開いて、加熱処理及び溶解処理が完了した処理対象物Ｗを外部に排出する。

その後、攪拌タンク１内に残留した処理対象物Ｗを洗浄する際には、開閉弁１ｃを閉じた状態で攪拌タンク１内に洗浄用の液体を導入し、攪拌羽根１２を回転させることで、一方側電極部２の外側と攪拌タンク１の内周面１ｄ及び他方側電極部３の外側と攪拌タンク１の内周面１ｄとの間の隙間Ａに、上記各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ間の間隙Ｃを介して洗浄用の液体を確実に通流させることができ、攪拌タンク１内、特に上記隙間Ａの洗浄を確実且つ容易に行うことができる。この際には、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、円柱状に構成されているため、処理対象物Ｗが付着しても洗浄用の液体により処理対象物Ｗが剥離しやすくなる利点がある。
上述の参考例では、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを、柱形状の一例として円柱状の長手部材で構成し、攪拌タンク１の横断面視において、攪拌タンク１の中心軸Ｘを含む平面Ｚに対して対称となるように、攪拌タンク１の中心軸Ｘを中心とする同一円周上に湾曲配置した。
これに対し、本発明に係る通電加熱装置の実施形態は、例えば、図５に示すように、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとを四角柱状の長手部材で構成し、これら各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとが、攪拌タンク１の横断面視において、攪拌タンク１の中心軸Ｘを含む平面Ｚ（図５において破線で示す）に対して対称となるように、当該平面Ｚに対して平行な直線上に配置する。これにより、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとのそれぞれが、一対一で対応するように対を成す電極対が複数形成され、各電極対における各一方側電極（例えば、一方側電極２ａ）と各他方側電極（例えば、他方側電極３ａ）との距離が同一となり、各電極対の間に同一の電圧を印加して、各電極に略同一値の電流を流すことができ、処理対象物Ｗの通電加熱を均一に行うことができる。

〔別実施形態〕
（１）上記参考例では、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを、柱形状の一例として円柱状の長手部材で構成し、上記実施形態では、柱形状の一例として四角柱状の長手部材で構成したが、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの隣接間や各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの隣接間に処理対象物Ｗが移動可能な間隙Ｃを形成可能な構成であれば、特にこの構成に限定されるものではない。例えば、参考例において、多角柱状の長手部材で構成することができ、より具体的には、図４に示すように、四角柱状の長手部材で構成することもでき、また、実施形態において、円柱状の長手部材や多角柱状の長手部材で構成することもできる。

（２）上記参考例では、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを、柱形状の一例として円柱状の長手部材で構成し、攪拌タンク１の横断面視において、攪拌タンク１の中心軸Ｘを含む平面Ｚに対して対称となるように、攪拌タンク１の中心軸Ｘを中心とする同一円周上に湾曲配置した。しかしながら、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの隣接間や各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの隣接間に処理対象物Ｗが移動可能な間隙Ｃを形成可能な構成であれば、特にこの構成に限定されるものではない。
また、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄや各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを円周上に湾曲配置する際には、例えば、攪拌タンク１の中心軸Ｘを中心とする円周上ではなく、別の箇所を中心とする円の円周上にそれぞれ湾曲配置してもよく、また、例えば、攪拌タンク１の中心軸Ｘを中心とするが、当該中心軸Ｘからの距離が互いに異なる（異なる半径）円周上にそれぞれ湾曲配設してもよい。

（３）上記参考例及び実施形態では、各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの隣接間に形成される間隙Ｃ、及び各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの隣接間に形成される間隙Ｃをそれぞれ等間隔となるように形成したが、当該間隙Ｃに処置対象物Ｗを良好に移動可能な構成であれば、相互に異なる間隔を備えるように形成してもよい。

（４）上記参考例及び実施形態では、４つの各一方側電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを一方側電極部２とし、４つの各他方側電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを他方側電極部３とした例を説明したが、複数の電極を一方側電極部２とし、当該一方側電極部２に対応する複数の電極を他方側電極部３とする構成であれば、それら電極数の多少については特に制限されず、採用することができる。

（５）上記参考例では、電圧印加部２０が、第１電極対Ｔ１及び第４電極対Ｔ４を所定の第１電圧とし、第２電極対Ｔ２及び第３電極対Ｔ３を所定の第２電圧として、各電極に流れる電流を略同一値となるように構成したが、電流値にこだわらずに、各電極対に印加する電圧を略同一値に設定してもよい。
また、上記参考例及び実施形態では、電源Ｓとして三相交流電源を用いたが、直流電源を採用してもよい。直流電源を用いた場合には、電圧の印加方向を所定時間毎に変更するように構成してもよい。

（６）上記参考例及び実施形態では、攪拌機構Ｋの攪拌部材として攪拌口１５等を備えた平板状の攪拌羽根１２を採用したが、特にこの構成に限定されるものではなく、攪拌タンク１内の処理対象物Ｗを十分に攪拌できる構成であれば、その他の構成の攪拌羽根や攪拌部材を採用することができる。また、攪拌タンク１の底部付近でのみ回転する攪拌羽根を採用してもよい。

（７）上記参考例及び実施形態では、処理対象物Ｗの排出口を、攪拌タンク１の底部に設けたが、特にこの構成に制限されるものではなく、例えば、蓋体４の導管を挿管して、当該導管を介して攪拌タンク１の上部から排出する構成としてもよい。また、上記実施形態では、図示しない移動機構により蓋体４を攪拌タンク１に対して上下方向に相対移動させたが、蓋体４に対して攪拌タンク１を上下方向に相対移動させる構成としてもよい。

（８）上記参考例及び実施形態では、処理対象物Ｗとして水にＰＶＡ粉体（水溶性ポリマー）を混合した固液混合液を用いて、加熱処理及び溶解処理を行うように構成したが、これに限らず、比較的粘性の高い粘性材料であるカスタードクリームやホワイトソース等の液状の流動性食品材料を用いて、加熱処理及び溶解処理、或いは殺菌等の加熱処理のみを行う構成としてもよい。

本発明は、簡便な構成で、しかも、容器内の処理対象物の全体を確実に攪拌しながら加熱して、処理対象物の品質を向上できる通電加熱装置として良好に利用することができる。

１ 攪拌タンク（容器）
１ｄ 内周面
２ 一方側電極部（対を成す電極部）
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 各一方側電極
３ 他方側電極部（対を成す電極部）
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 各他方側電極
１２ 攪拌羽根（攪拌部材）
２０ 電圧印加部
５０ 通電加熱装置
Ａ 隙間
Ｃ 間隙
Ｘ 攪拌タンクの中心軸
Ｚ 攪拌タンクの中心軸を含む平面
Ｗ 処理対象物

Claims (2)

1. 容器内に対を成す電極部が設けられ、当該対を成す電極部間に電圧を印加して前記容器内に収容された処理対象物を通電加熱する通電加熱装置であって、
   前記容器が有底円筒形状に形成され、前記容器の中心軸周りで回転して前記容器内の処理対象物を攪拌する攪拌部材を備えるとともに、
   前記対を成す電極部のそれぞれが、前記容器の中心軸を含む平面を挟んだ両側に、前記容器の内周面との間にそれぞれ隙間を形成した状態で配置され、
   前記対を成す電極部のそれぞれが、前記容器の中心軸周りで複数に分割され、当該分割された各電極の隣接間に前記処理対象物が移動可能な間隙を形成して配置され、
   前記対を成す電極部のそれぞれを構成する前記各電極が、前記容器の中心軸を含む平面に対して対称となるように、当該平面に対して平行な直線上に配置され、
   前記各電極に流れる電流が同一値となるように、電圧印加部が前記対を成す電極部間に同一の電圧を印加する通電加熱装置。
2. 前記各電極が柱状の長尺部材で構成され、前記長尺部材のそれぞれの軸芯が前記容器の中心軸と平行となるように、前記容器の上方から前記容器内に挿入して配置される請求項１に記載の通電加熱装置。

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