JP5612394B2 - 液体加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、液槽の底部に、第１方向の両端部を一対の外側壁にて囲まれた加熱室が設けられた液体加熱装置に関する。

従来の液体加熱装置として、例えば、特許文献１には、液槽の底部に設けた加熱室が、第１方向の両端部を一対の外側壁と第１方向に直交する第２方向の両端部を一対の外側壁との４つの外側壁にて囲まれた空間として形成され、その加熱室の上壁が液槽の底壁にて構成されている液体加熱装置が開示されている。この特許文献１に記載の液体加熱装置では、加熱室は概略方形に形成されており、対角した位置関係にある一方のコーナ位置にバーナーが配置されるとともに、他方の対角位置に排気口が配置され、加熱室には、バーナーの燃焼ガスを通流させて排気口に導く燃焼ガス流路が備えられている。この例では、当該明細書の図２において、その上下方向が本願にいう第１方向となり、その横方向が本願にいう第２方向となる。
即ち、燃焼ガス流路が、第１方向で加熱室の一端部からバーナーの燃焼ガスを受け入れて、その受け入れた燃焼ガスを第１方向で加熱室の一端部から他端部まで通流させ、第１方向の他端部に位置する外側壁にてその通流方向を反転させて、燃焼ガスを第１方向で加熱室の他端部から一端部まで、さらに第１方向に沿って通流させる形態で、燃焼ガスを第２方向で加熱室の一端部から他端部に順次通流させるジグザグ状に構成されている。

特開２０００−２５４０１２号公報

特許文献１の液体加熱装置においては、燃焼ガス流路が、第１方向で加熱室の一端部から受け入れた燃焼ガスを他端部まで第１方向に沿って通流させ、当該他端部に配設された外側壁にてその通流方向を反転させている。この通流方向が反転される燃焼ガスは、バーナーから受け入れたのち、さらに第１方向に沿って通流させただけであり、その燃焼ガスの温度は高温となっている。したがって、燃焼ガスと外側壁との温度差が大きく、燃焼ガスが外側壁にて通流方向が反転される際に、燃焼ガスから外側壁に放熱される放熱量が大きくなっており、熱効率が低下することになる。さらに、燃焼ガスが排気された後には、その燃焼ガスからの熱回収手段などが設けられておらず、この点についても改善することで熱効率が向上される可能性がある。

また、特許文献１の液体加熱装置においては、燃焼ガスが、燃焼ガス流路によって、第１方向の一端部又は他端部にて通流方向を反転させながら、第２方向で加熱室の一端部から他端部に順次通流されるのであるが、上述の如く、第１方向の一端部又は他端部にて通流方向を反転させる際の燃焼ガスからの放熱量が大きいので、第２方向で加熱室の一端部側を通流する燃焼ガスと加熱室の他端部側を通流する燃焼ガスとの温度差が大きくなっている。しかも、燃焼ガス流路は、受け入れた燃焼ガスの全量を、第１方向の一端部又は他端部にて通流方向を反転させながら、第２方向で加熱室の一端部から他端部に順次通流させるので、燃焼ガスの通流距離が長くなっており、燃焼ガス流路の上流側を通流する燃焼ガスと下流側を通流する燃焼ガスとの温度差が大きくなる。そして、燃焼ガス流路の上流側は、第２方向で加熱室の一端部側であり、燃焼ガス流路の下流側は、第２方向で加熱室の他端部側であるので、この点からも、第２方向で加熱室の一端部側を通流する燃焼ガスと加熱室の他端部側を通流する燃焼ガスとの温度差が大きくなっている。したがって、液槽内における第２方向での液体の温度分布が問題となり、液槽内の液体温度の均一化が困難になるという問題が生じる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、放熱を抑制して熱効率を向上させつつ、液槽内の液体温度の均一化が可能な液体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液体加熱装置は、液槽の底部に、第１方向の両端部を一対の外側壁にて囲まれた加熱室が設けられた液体加熱装置であって、その特徴構成は、前記第１方向に直交する第２方向の一端部に燃焼ガスを発生させるバーナーと当該バーナーにより発生した燃焼ガスを前記加熱室に導入する燃焼ガス導入部とが配置された燃焼ガス導入空間が形成され、且つ、前記第２方向の他端部に前記加熱室の燃焼ガスを外部に排気させる排気口が配置されるとともに、前記加熱室には、前記燃焼ガス導入部から燃焼ガスを通流させて前記排気口に導く燃焼ガス流路が備えられ、
前記燃焼ガス流路は、前記第１方向において前記加熱室の中央側にて前記燃焼ガス導入部にて導入された燃焼ガスを受け入れて、その受け入れた燃焼ガスを前記第２方向に沿って通流させる第１流路部と、その第１流路部を通流した燃焼ガスを前記第１方向における前記加熱室の中央側から一端部側及び他端部側の両側に通流させて前記加熱室の外側壁に沿って通流させた後、前記排気口に導く第２流路部とを有して構成され、
当該加熱室は、前記第１方向よりも前記第２方向に長く形成され、且つ、前記第２方向の一端部に配置された前記バーナーが前記燃焼ガス流路よりも下方に配置され、
前記排気口から排出された燃焼ガスと前記バーナーに供給される空気との熱交換を行う熱交換器が、前記加熱室の前記燃焼ガス流路の下部に、前記第２方向の他端部から一端部にわたって配置される状態で収容されている点にある。

上記特徴構成によれば、燃焼ガス導入部より導入する燃焼ガスを、第１流路部によって、第１方向において加熱室の中央側にて受け入れており、その受け入れた燃焼ガスを第２方向に沿って通流させている。したがって、燃焼ガスは、第１流路部を通流することによって、放熱対象を加熱室の外側壁とするのではなく、放熱対象を加熱室の中央側として放熱してその温度が低下する。そして、第１流路部を通流した燃焼ガスは、第２流路部によって、第１方向において加熱室の中央側から端部側に通流させたのち、外側壁に沿って通流させるので、第１流路部及び第２流路部の一部を通流して温度低下した燃焼ガスを、外側壁に沿って通流させることができる。したがって、燃焼ガスの温度と外側壁との温度差を小さくすることができ、燃焼ガスから外側壁に放熱される放熱量を極力小さくすることができるので、外側壁に対する放熱による熱損失を少なくして熱効率を向上させることができる。また、本特徴構成によれば、燃焼ガス導入部より導入する高温の燃焼ガスを第１流路部によって第２方向に沿って通流させるので、第２方向で加熱室の一端部側だけでなく、加熱室の他端部側にも高温の燃焼ガスを通流させることができる。したがって、第２方向で加熱室の一端部側を通流する燃焼ガスと他端部側を通流する燃焼ガスとの温度差を極力小さくすることができ、液槽内における第２方向での液体温度の均一化を図ることができる。しかも、上述の如く、燃焼ガスから外側壁に放熱される放熱量を極力小さくすることができることから、第２流路部によって、燃焼ガスを外側壁に沿って通流させた後、排気口に導いても、その排気口に導く燃焼ガスと第１流路部にて受け入れる燃焼ガスとの温度差を必要最小限にとどめることができる。よって、この点からも、第２方向で加熱室の一端部側を通流する燃焼ガスと他端部側を通流する燃焼ガスとの温度差を極力小さくすることができ、液槽内における第２方向での液体温度の均一化を図ることができる。
ここでは、燃焼ガス導入部と燃焼ガスを生成する例えばバーナーの位置関係を述べなかったが、この燃焼ガス導入部にバーナーを設けるものとしてもよい。
また、上記特徴構成によれば、液槽と加熱室に加えて、熱交換器をも液体加熱装置本体において加熱室の下部に収納されている。したがって、加熱室から排気される燃焼ガスを直接熱交換器に導入することができ、加熱室から排気された燃焼ガスの温度を低下させることなく熱交換器に導入させることができる。これにより、排気口から排出される燃焼ガスを利用して熱交換器によってバーナーに供給される空気を予め加熱しておくことができる。よって、バーナーにて燃焼ガスを発生するに当たり、排気口から排出される燃焼ガスが有する熱を有効に活用することができ、熱効率の向上を図ることができる。
このように、液体加熱装置本体において加熱室の下部に熱交換器を収納すると、その熱交換器を設置するためのスペースを加熱室の下部に設けなければならず、液槽及び加熱室の第２方向での大きさが大きくなってしまう。それ故に、例えば、特許文献１に記載の液体加熱装置では、外側壁にて燃焼ガスの通流方向を反転させる回数が多くなる等によって、第２方向で加熱室の一端部側を通流する燃焼ガスと加熱室の他端部側を通流する燃焼ガスとの温度差が大きくなってしまい、第２方向での液槽内の液体温度の均一化を図ることができなくなるという問題が顕著になる。そこで、本発明では、上述の如く、燃焼ガス流路が第１流路部と第２流路部を備えるという特徴構成を採用することで、バーナーに供給する空気を燃焼ガスが有する熱を利用して効率よく加熱することができるという利点を得ることができながら、第２方向での液槽内の液体温度の均一化を図ることができる。

本発明に係る液体加熱装置の更なる特徴構成は、前記第２流路部は、前記第１方向において前記加熱室の中央側から一端部側に通流させて前記外側壁に沿って通流させた後、前記排気口に導く一端部側流路部位と前記第１方向において前記加熱室の中央側から他端部側に通流させて前記外側壁に沿って通流させた後、前記排気口に導く他端部側流路部位とを備え、前記一端部側流路部位と前記他端部側流路部位とは、前記第１方向において前記加熱室の中央部を中心とする対称な形状の流路部位にて構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、第２流路部の一端部側流路部位と他端部側流路部位が加熱室の中央部を中心とする対称な形状の流路が形成されているので、一端部側流路部位によって第１方向で加熱室の一端部側に通流させる燃焼ガスの温度と、他端部側流路部位によって第１方向で加熱室の他端部側に通流させる燃焼ガスの温度とを均一にすることができる。したがって、第１方向での加熱室の燃焼ガスの温度分布を均一にすることができ、第１方向での液槽内の液体温度の均一化を図ることができる。

本発明に係る液体加熱装置の更なる特徴構成は、前記第２流路部は、前記第１方向において前記加熱室の中央側から一端部側に通流させて前記外側壁に沿って通流させた後、前記排気口に導く一端部側流路部位と前記第１方向において前記加熱室の中央側から他端部側に通流させて前記外側壁に沿って通流させた後、前記排気口に導く他端部側流路部位とを備え、
前記一端部側流路部位と前記他端部側流路部位の夫々は、前記第２方向に沿って通流させたのちその通流方向を反転させて前記第２方向に沿って通流させる形態で、前記第１流路部を通流した燃焼ガスを前記第１方向において前記加熱室の中央側から端部側に順次通流させるジクザグ状の流路部位にて構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、第２流路部の一端部側流路部位及び他端部側流路部位の夫々は、燃焼ガスを、第２方向の加熱室の一端部及び他端部にて通流方向を反転させながら、第１方向で加熱室の中央側から端部側に順次通流させることができる。したがって、第１流路部によって燃焼ガスを第２方向に沿って通流させるだけでなく、第２流路部の一端部側流路部位及び他端部側流路部位の夫々においても、燃焼ガスを第２方向に沿って通流させることができる。その結果、第２方向での加熱室の燃焼ガスの温度分布を均一にすることができ、第２方向での液槽内の液体温度の均一化を図ることができる。

本発明に係る液体加熱装置の更なる特徴構成は、前記燃焼ガス導入部が、前記第１方向の前記加熱室の中央側に設置され、前記第１方向で連続して燃焼ガスを導入自在に構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、加熱室に燃焼ガスを導入する燃焼ガス導入部が加熱室の第１方向の中央側に設置され、第１方向で連続して燃焼ガスを導入するので、燃焼ガス導入部にて加熱室に燃焼ガスが導入された直後に、第１方向において加熱室の中央側にて燃焼ガスを受け入れる第１流路部に通流させることができる。したがって、より高温の燃焼ガスを第１流路部に通流させることができ、放熱量が少ないため、燃焼ガス流路を通流する燃焼ガスによって液槽内の液体を効率よく加熱することができる。

本発明に係る液体加熱装置の更なる特徴構成は、一つの前記液槽の底部に、前記加熱室を前記第２方向に沿って複数並べて配置している点にある。

上記特徴構成によれば、第２方向での液槽の大きさが大きなものであっても、加熱室を第２方向に沿って複数並べて配置することで、複数の加熱室の夫々を通流する燃焼ガスによって液槽を加熱することができる。そして、複数の加熱室の夫々は、上述の如く、外側壁での放熱を防止しながら、液槽内の液体温度の均一化が可能であるので、第２方向での液槽の大きさが大きな液体加熱装置であっても、複数の加熱室によって、外側壁での放熱を防止しながら、液槽内の液体温度の均一化を図ることができる。

第１参考形態に係るフライヤーの縦断面図 図１のフライヤーのＩＩ−ＩＩ矢視図 図１のフライヤーのＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図 実施形態に係るフライヤーの概略斜視図 第２参考形態に係るフライヤーの縦断面図 図５のフライヤーのＶＩ−ＶＩ矢視図

〔第１参考形態〕
以下、第１参考形態に係るフライヤー（液体加熱装置に相当）の形態を、図面に基づいて説明する。図１はフライヤーＤの側面からの縦断面図であり、図２はフライヤーＤの横断面図（図１のフライヤーのＩＩ−ＩＩ矢視図）である。また、図３はフライヤーＤの正面からの縦断面図（図１のフライヤーのＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図）である。図１に示すように、フライヤーＤは油Ｐが収容される油槽１（液槽に相当）と、油槽１内の油Ｐを加熱するために油槽１の底板１ａ下に配設された加熱室３を備えて構成されている。図２に示すように、加熱室３は、その側周囲が、第１方向（図中Ｘ方向）の両端部に配設された一対の外側壁２ａおよび２ｂと、第２方向（図中Ｙ方向）の両端部に配設された一対の外側壁２ｃおよび２ｄとから囲まれ、その上部が油槽底板１ａとされ、加熱室３の下面が底壁１０にて囲まれた空間にて構成されている。ここで、加熱室３は、例えば、直方体状の空間にて形成されており、平面視において短手方向が第１方向（図中Ｘ方向）となっており、長手方向が第２方向（図中Ｙ方向）となっている。これにより、加熱室３は、第１方向よりも第２方向に長い空間となっている。
例えば、この油槽１の長手方向が被調理物の搬送方向とされ、この油槽１の短手方向が被調理物の両端支持方向とされる。

フライヤーＤには、燃焼ガスＥを発生させるバーナー４と、その発生させた燃焼ガスＥを加熱室３に導入するための燃焼ガス導入部と、加熱室３の燃焼ガスＥを外部に排気するための排気口５とが備えられ、加熱室３には、バーナー４にて発生した燃焼ガスＥを通流させて排気口５に導く燃焼ガス流路６が備えられている。この第１参考形態では、バーナー４にて加熱室３内に火炎が形成されるため、燃焼ガス導入部は、この例の場合、バーナー４にて形成される火炎の終端部位及びその周辺部位となる。バーナー４及び燃焼ガス導入部は、第２方向（図中Ｙ方向）で加熱室３の一端部３ａに配置しており、排気口５は、第２方向で加熱室３の他端部３ｂに配置しており、バーナー４と排気口５とは第２方向で加熱室３の対向する端部になるように配置している。燃焼ガス流路６は、バーナー４の燃焼ガスＥを受け入れて、その受け入れた燃焼ガスＥを加熱室３の全体に亘って通流させて、排気口５から加熱室３の外部に燃焼ガスＥを排気させるように構成されている。そして、燃焼ガス流路６は、第１方向（図中Ｘ方向）において加熱室３の中央側にてバーナー４の燃焼ガスＥを燃焼ガス受入口７より受け入れて、その受け入れた燃焼ガスＥを第２方向に沿って通流させる第１流路部Ｋａ，Ｋｂと、その第１流路部Ｋａ，Ｋｂを通流した燃焼ガスＥを第１方向において加熱室３の中央側から一端部側及び他端部側の両側に通流させて外側壁２ａ，２ｂに沿って通流させた後、排気口５に導く第２流路部Ｌａ，Ｌｂとを有している。

（バーナー）
第２方向（図中Ｙ方向）で加熱室３の一端部３ａ側にはバーナー４が設けられており、そのバーナー４が配置されている空間を加熱室３に燃焼ガスＥを導入させる燃焼ガス導入空間として構成されている。バーナー４には燃料Ｆと空気Ａが燃料供給路８と空気供給路９により供給される。バーナー４は加熱室３の底壁１０から上方側に向けて燃焼ガスＥを噴出自在に構成されており、その上方側に噴出される燃焼ガスＥを加熱室３に導入するように構成されている。バーナー４は、第１方向（図中Ｘ方向）の加熱室３の中央側に設置され、第１方向で連続して燃焼ガスＥを発生自在に構成されている。つまり、バーナー４は、第１方向で加熱室３の中央部が中心となるように配置されており、第１方向でのバーナー４の長さは加熱室３の略全長に亘る長さを有している。これにより、燃焼ガス導入部が、第１方向の加熱室３の中央側に設置され、第１方向で連続して燃焼ガスを導入自在に構成されている。そして、バーナー４は、第１方向でバーナー４の全長に亘って燃焼ガスＥを噴出して、全体として第１方向に長い火炎を形成するように構成されている。バーナー４には着火装置（図示せず）により自動で着火が可能であり、着火後は火力調整装置（図示せず）により火力調整が可能なように構成されている。また、火力調整装置は、フライヤーＤに備えられた油温の温度調整装置（図示せず）によっても制御可能に構成される。

（排気口）
また、第２方向（図中Ｙ方向）で加熱室３の他端部３ｂ側には、燃焼ガスＥの排気口５が設けられている。排気口５は、第１方向（図中Ｘ方向）の中央部であって加熱室３の底壁１０を円形に開口して設けられている。また、排気口５から排出された燃焼ガスＥは、燃焼空気Ａとの熱交換を行うために燃焼ガスダクト２２によって熱交換器２１に導かれる。

（燃焼ガス流路）
上述の如く、本参考形態に係るフライヤーＤでは、加熱室３に導入された燃焼ガスＥを加熱室３を通流させて排気口５に導く燃焼ガス流路６を備えており、その燃焼ガス流路６が、第１流路部Ｋａ，Ｋｂと第２流路部Ｌａ，Ｌｂとを有している。

第１流路部Ｋａ，Ｋｂは、第１方向（図中Ｘ方向）に隣接する状態で一対備えられており、一対の第１流路部Ｋａ，Ｋｂの夫々は、第１方向において加熱室３の中央側にてバーナー４の燃焼ガスＥを燃焼ガス受入口７より受け入れて、その受け入れた燃焼ガスＥを第２方向（図中Ｙ方向）に沿って通流させる直線状の流路部にて構成されている。ここで、第１流路部Ｋａ，Ｋｂにおいて燃焼ガスＥを第２方向に沿って通流させる流路長さは、極力長くしている。これにより、バーナー４にて発生された直後の燃焼ガスＥを第２方向で加熱室３の極力全長に亘って通流させて、第２方向での油槽１の油温の均一化を図るようにしている。一対の第１流路部Ｋａ，Ｋｂの流路幅は同一の流路幅に構成されている。これにより、バーナー４によって、第２方向で加熱室３の一端部３ａに形成された燃焼ガス導入空間に導入された燃焼ガスＥが、略均等に２分されて、２つの燃焼ガス受入口７の夫々から一対の第１流路部Ｋａ，Ｋｂの夫々に供給されるように構成されている。

第２流路部Ｌａ，Ｌｂは、第１方向（図中Ｘ方向）において加熱室３の中央側から一端部側に通流させて外側壁２ａに沿って通流させた後、排気口５に導く一端部側流路部位Ｌａと第１方向において加熱室３の中央側から他端部側に通流させて外側壁２ｂに沿って通流させた後、排気口５に導く他端部側流路部位Ｌｂとを備えている。つまり、第２流路部は、一端部側流路部位Ｌａと他端部側流路部位Ｌｂとの２つの流路部位から構成されており、一端部側流路部位Ｌａは、一方の第１流路部Ｋａを通流した燃焼ガスＥを第１流路部Ｋａに引き続いて通流させて排気口５に導くように構成されており、他端部側流路部位Ｌｂは、他方の第１流路部Ｋｂを通流した燃焼ガスＥを第１流路部Ｋｂに引き続いて通流させて排気口５に導くように構成されている。

一端部側流路部位Ｌａは、燃焼ガスＥの通流方向を折り返し部Ｘａによって第１流路部Ｋａでの通流方向とは反転させて第２方向（図中Ｙ方向）に沿って燃焼ガスＥを通流させる直線状の中間流路Ｑａと、燃焼ガスＥの通流方向を折り返し部Ｙａによって中間流路Ｑａでの通流方向とは反転させて外側壁２ａおよび第２方向に沿って燃焼ガスＥを通流させたのち、燃焼ガスＥの通流方向を屈曲部Ｚａによって９０度転換させて第１方向（図中Ｘ方向）に沿って通流させて排気口５に導くＬ字状の外側流路Ｒａとから構成されている。一方、他端部側流路部位Ｌｂも、一端部側流路部位Ｌａと同様に、燃焼ガスＥの通流方向を折り返し部Ｘｂによって第１流路部Ｋｂでの通流方向とは反転させて第２方向に沿って燃焼ガスＥを通流させる直線状の中間流路Ｑｂと、燃焼ガスＥの通流方向を折り返し部Ｙｂによって中間流路Ｑｂでの通流方向とは反転させて外側壁２ｂおよび第２方向に沿って燃焼ガスＥを通流させたのち、燃焼ガスＥの通流方向を屈曲部Ｚｂによって９０度転換させて第１方向に沿って通流させて排気口５に導くＬ字状の外側流路Ｒｂとから構成されている。そして、中間流路Ｑａ、Ｑｂおよび外側流路Ｒａ，Ｒｂの夫々は、同一の流路幅に構成され、第１流路部Ｋａ，Ｋｂ、及び中間流路Ｑａ、Ｑｂの夫々は、同一の流路長さに構成されている。また、中間流路Ｑａと中間流路Ｑｂとは、第１方向において加熱室３の中央部を中心として対称な形状に構成され、且つ、外側流路Ｒａと外側流路Ｒｂとは、第１方向において加熱室３の中央部を中心として対称な形状に構成されている。

このようにして、一端部側流路部位Ｌａと他端部側流路部位Ｌｂとは、第１方向（図中Ｘ方向）において加熱室３の中央部を中心とする対称な形状の流路部位にて構成されている。また、一端部側流路部位Ｌａと他端部側流路部位Ｌｂの夫々は、第２方向（図中Ｙ方向）に沿って通流させたのちその通流方向を反転させて第２方向に沿って通流させる形態で、第１流路部Ｋａ，Ｋｂを通流した燃焼ガスを第１方向において加熱室３の中央側から端部側に順次通流させるジクザグ状の流路部位にて構成されている。

上述の第１流路部Ｋａ，Ｋｂや第２流路部Ｌａ，Ｌｂにおける中間流路Ｑａ，Ｑｂおよび外側流路Ｒａ，Ｒｂ、折り返し部Ｘａ，Ｘｂ、折り返し部Ｙａ，Ｙｂ、屈曲部Ｚａ，Ｚｂの夫々は、加熱室３に複数の仕切板を配設することで、区画形成されている。
第１流路部Ｋａと第１流路部Ｋｂとは、第１方向（図中Ｘ方向）で加熱室３の中央部に配設されて第２方向に沿って延びる中央仕切板７０を挟んで第１方向に隣接する状態で区画形成されている。そして、第１流路部Ｋａと中間流路Ｑａとは、第２方向（図中Ｙ方向）に沿って延びる第１仕切板７１ａを挟んで第１方向に隣接する状態で区画形成されており、第１流路部Ｋｂと中間流路Ｑｂとについても、第２方向に沿って延びる第１仕切板７１ｂを挟んで第１方向に隣接する状態で区画形成されている。また、中間流路Ｑａと外側流路Ｒａとは、第２方向に沿って延びる第２仕切板７２ａを挟んで第１方向に隣接する状態で区画形成されており、中間流路Ｑｂと外側流路Ｒｂとについても、第２方向に沿って延びる第２仕切板７２ｂを挟んで第１方向に隣接する状態で区画形成されている。

そして、中央仕切板７０及び第２仕切板７２ａにおいて第２方向の他端部３ｂ側の端部同士を連結する排気口仕切板８１が備えられており、この排気口仕切板８１は、第２方向（図中Ｙ方向）で間隔を隔てて外側壁２ｄと平行になるように設置されている。これにより、第１流路部Ｋａから中間流路Ｑａへの折り返し部Ｘａは、中央仕切板７０、排気口仕切板８１及び第２仕切板７２ａにて囲まれたコ字状に区画形成されている。また、排気口仕切板８１は、中央仕切板７０及び第２仕切板７２ａにおいて第２方向の他端部３ｂ側の端部同士だけでなく、第２仕切板７２ｂにおいて第２方向の他端部３ｂ側の端部にも連結されている。これにより、第１流路部Ｋｂから中間流路Ｑｂへの折り返し部Ｘｂは、中央仕切板７０、排気口仕切板８１及び第２仕切板７２ｂにて囲まれたコ字状に区画形成されている。
次に、第１仕切板７１ａにおいて第２方向の一端部３ａ側の端部と外側壁２ａと同士を連結する導入部仕切板８０ａが備えられ、この導入部仕切板８０ａは、第２方向で間隔を隔てて外側壁２ｃと平行になるように設置されている。これにより、中間流路Ｑａから外側流路Ｒａへの折り返し部Ｙａは、第１仕切板７１ａ、導入部仕切板８０ａ及び外側壁２ａにて囲まれたコ字状に区画形成されている。また、第１仕切板７１ｂにおいて第２方向の一端部３ａ側の端部と外側壁２ｂと同士を連結する導入部仕切板８０ｂが備えられ、この導入部仕切板８０ｂは、第２方向で間隔を隔てて外側壁２ｃと平行になるように設置されている。これにより、中間流路Ｑｂから外側流路Ｒｂへの折り返し部Ｙｂは、第１仕切板７１ｂ、導入部仕切板８０ｂ及び外側壁２ｂにて囲まれたコ字状に区画形成されている。さらに、外側流路Ｒａにおける屈曲部Ｚａは、折り返し部Ｘａにおいて排気口仕切板８１と第２仕切板７２ａで構成される角部を、加熱室３の外側壁２ａと外側壁２ｄで構成される外側壁角部で囲うように形成される。また、屈曲部Ｚｂは、折り返し部Ｘｂの排気口仕切板８１と第２仕切板７２ｂの角部を、加熱室３の外側壁２ｂと外側壁２ｄで構成される外側壁角部で囲うように形成される。
したがって、燃焼ガスＥを折り返し部Ｙａから排気口５まで導く外側流路Ｒａは、第２仕切板７２ａと外側壁２ａとに挟まれた第２方向に延びる流路と、排気口仕切板８１と外側壁２ｄとに挟まれた第１方向（図中Ｘ方向）に延びる流路とが屈曲部Ｚａで接続されて構成されている。また、外側流路Ｒｂについては第１方向において加熱室３の中央部を中心として、外側流路Ｒａに対称な形状及び位置に構成されている。

ここで、バーナー４で発生してから排気口５において排気されるまでの燃焼ガスＥの流れについて説明すると、図２において矢印で示すように、まず、バーナー４の燃焼によって発生した燃焼ガスＥは、燃焼ガス受入口７に導かれる。そして、燃焼ガス流路６の第１流路部Ｋａに導かれた燃焼ガスＥは第２方向（図中Ｙ方向）に沿って通流し、折り返し部Ｘａにおいて第２流路部Ｌａの中間流路Ｑａに流入し、通流方向を反転して第２方向に沿って中間流路Ｑａを通流する。そして、折り返し部Ｙａにおいて再度通流方向を反転して外側壁２ａ及び第２方向に沿って外側流路Ｒａを通流する。そして屈曲部Ｚａにおいてその通流方向が第１方向（図中Ｘ方向）に沿う方向に方向転換され排気口５に導かれる。また、第１流路部Ｋｂに導入された燃焼ガスＥは、上記第一流路部Ｋａに導かれた燃焼ガスＥの流れと第１方向で加熱室３の中央部を中心として対称な状態で通流して、排気口５に導かれる。このように燃焼ガスＥは燃焼ガス流路６を上記順序で通流し、その間に加熱室３の上部に位置する油槽１を加熱して、排気口５に導かれる。

油槽下部１ａの中央部に位置する第１流路部Ｋａ，Ｋｂを流れる燃焼ガスＥは、バーナー４の燃焼にて発生した直後の高温の燃焼ガスＥである。これにより油槽１の底板１ａの第１方向（図中Ｘ方向）の中央部において油槽１内の油Ｐに高温の燃焼ガスＥによって熱が伝達される。したがって、油Ｐが効率よく加熱されるとともに、油槽１内の第２方向（図中Ｙ方向）における油温分布の均一化が可能になる。また、加熱室３内の燃焼ガス流路６が第２方向に沿って往復して通流するジグザグ状の流路として構成されているため、油槽１内の第２方向における油温分布においても均一化される。したがって、油槽内全体の油Ｐの温度を均一に加熱、保温することができる。
また、燃焼ガス流路６がジグザグ状の流路にて構成されているので、加熱室３内に仕切板を設けていないときに比べ燃焼ガス流路６の断面積が小さくなるため、燃焼ガスＥの燃焼ガス流路６内における流速が速くなるため、高い熱伝達率によって十分に燃焼ガスＥから油槽１に熱を伝えることができる。そして、十分に油槽１に熱を伝えて低温となった燃焼ガスＥが、加熱室３の外側壁２ａ，２ｂおよび２ｄに沿った外側流路Ｒａ，Ｒｂを通るので、外側壁２ａ，２ｂおよび２ｄから放出される熱量が少なくなる。したがって、熱効率の向上を実現して油槽１を加熱することができる。

熱交換
一方で、排気口５から排出された燃焼ガスＥは、燃焼ガスダクト２２によって熱交換器２１に導入される。熱交換器２１では空気Ａと燃焼ガスＥの熱交換が行われ、燃焼ガスＥから排熱を回収して空気Ａを加熱する。高温となった空気Ａは空気供給路９を通ってバーナー４における燃焼のために使用される。これによって高温の燃焼ガスＥが発生する。

ここで、本参考形態による熱効率を燃料Ｆの発熱量Ｆ１と、実際に油Ｐの加熱に使用された（温度を上昇させた）熱量Ｐ１から、熱効率を１００×（Ｐ１／Ｆ１）％として算出すると約７１％となった。なお、熱量Ｐ１は油Ｐの温度を１８０℃に保持しつつ、油槽１内に設けた管路内に加熱対象として水を流通させ、その時の水の上昇温度および流量を考慮して算出した。ちなみに、本参考形態において、熱交換器２１がない場合では熱効率は約６８％となり、加熱室３内において仕切板を設けなかった場合は約６０％となる。また、特許文献１のフライヤーにおける熱効率は約４８．８％程度となるため、本参考形態に係るフライヤーは、特許文献１に記載のフライヤーと比べて、熱効率が向上している。

また、加熱室３の外側壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、底壁１０および仕切板７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂ、８０ａ、８０ｂ、８１にはセラミック製などの断熱材（図示せず）を取り付けてもよい。断熱材を取り付ければ、加熱室３の外側壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄや底壁１０からの放熱を抑制することができる。さらに、仕切板７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂ、８０ａ、８０ｂ、８１に断熱材を取り付ければ、加熱室３内において、隣り合う高温燃焼ガスＥが流れる第１流路部Ｋａ，Ｋｂと低温燃焼ガスＥが流れる第２流路部Ｌａ，Ｌｂとの間などにおける熱交換を防止できる。つまり、加熱室３内部での熱エネルギーの拡散を防止することができ、第１流路部Ｋａ，Ｋｂにおいて燃焼ガスＥを高温に保持しつつ、その高温燃焼ガスＥによって効果的に油槽１に熱を伝えることができる。

〔実施形態〕
図４は本発明の実施形態に係るフライヤーＤの概略斜視図である。第１参考形態との相違点は加熱室３の下部に熱交換器２１を収容した点にある。この構成によれば、加熱室３から排気される燃焼ガスＥが排気口５から排気された直後に熱交換器２１に導入することができ、加熱室３から排気された燃焼ガスＥの温度を低下させることなく熱交換器２１に導入させることができる。ちなみに、この実施形態においても、上記第１参考形態と同様に、バーナー４にて加熱室３内に火炎が形成されるため、燃焼ガス導入部は、この例の場合、バーナー４にて形成される火炎の終端部位及びその周辺部位となる。

また、加熱室３の下部に収容される熱交換器２１は、燃焼ガスＥを高い効率で熱交換を実現させるために、一定の容積が必要となる。したがって、フライヤーＤ本体において加熱室３の下部にそのような熱交換器２１を収納すると、その熱交換器２１を設置するためのスペースを加熱室３の下部に設けなければならず、油槽１及び加熱室３の第２方向（図中Ｙ方向）での大きさが大きくなってしまう。ここで、加熱室３の第２方向（図中Ｙ方向）での大きさが大きくなると、第２方向で加熱室３の一端部３ａ側を通流する燃焼ガスＥと加熱室３の他端部３ｂ側を通流する燃焼ガスＥとの温度差が大きくなってしまい、第２方向での油槽１内の油温の均一化を図ることができなくなるという問題が顕著になる。
しかしながら、本発明に係るフライヤーでは、バーナー４の燃焼にて発生した高温の燃焼ガスＥを第１流路部Ｋａ，Ｋｂにより第２方向に加熱室３の極力全長に亘って通流させることができるため、第２方向での油槽１の油温の均一化を図ることができる。

〔第２参考形態〕
図５は、第２参考形態におけるフライヤーＤの縦断面図である。図６は、第２参考形態におけるフライヤーＤの横断面図（図５のフライヤーＤのＶＩ−ＶＩ矢視図）である。一つの油槽１の底板１ａに、第１参考形態に係る加熱室３を第２方向に複数（図５および図６では３つ）並べて配置した構成となっている。この構成によれば、第２方向（図中Ｙ方向）での油槽１の大きさが大きなものであっても、バーナー４、燃焼ガス流路６、及び、排気口５を備えた加熱室３を第２方向に沿って複数並べて配置することで、複数の加熱室３の夫々を通流する燃焼ガスＥによって油槽１を加熱することができる。そして、複数の加熱室３の夫々は、上述の如く、外側壁２ａ、２ｂでの放熱を防止しながら、油槽１内の油温の均一化が可能であるので、第２方向での油槽１の大きさが大きなフライヤーＤであっても、複数の加熱室３によって、外側壁２ａ、２ｂでの放熱を防止しながら、油槽１内の油温の均一化を図ることができる。ここで、複数の加熱室３の夫々において、第２方向の一方側と他方側とのどちらにバーナー４や排気口５を位置させるかについては、適宜変更が可能である。例えば、より高温の燃焼ガスＥを通流させたい箇所にバーナー４を位置させるように配置させることができる。そして、図５に示すものでは、例えば、図中、油槽１の左端及び右端をより高温の燃焼ガスＥを通流させたい箇所として、図中、３つの加熱室３のうち、左側に位置する加熱室３及び真ん中に位置する加熱室３が、バーナー４を左側にかつ排気口５を右側になるように配置しており、右側に位置する加熱室３については、逆に、バーナー４を右側にかつ排気口５を左側になるように配置している。ちなみに、この第２参考形態においても、上記第１参考形態と同様に、バーナー４にて加熱室３内に火炎が形成されるため、燃焼ガス導入部は、この例の場合、バーナー４にて形成される火炎の終端部位及びその周辺部位となる。

〔別実施形態〕
（Ａ）上記実施形態においては、バーナー４を加熱室３の底壁１０において第１方向の中央側に設置し、第１方向で連続して燃焼ガスＥを発生自在に構成しているが、これに限らず、例えば、バーナー４を加熱室３の一端部３ａにおける外側壁２ａ，２ｂ，２ｃに配設し、燃焼ガス導入部を、第１方向または第２方向における一端部３ａから燃焼ガスＥを燃焼ガス流路６に導入するように構成することもできる。

（Ｂ）上記実施形態及び上記第１、第２参考形態においては、一つの油槽１の下方において加熱室３を第２方向に３つ並べて配置したが、これに限らず、２つや４つ以上の複数の加熱室３を第２方向に並べて油槽１の長さを自在に調整してもよい。

（Ｃ）上記第２参考形態においては、一つの油槽１の下方に複数の加熱室３を設けた場合、熱交換２１はそれぞれの加熱室３について個別に設けたが、これに限らず、複数の加熱室３から排出される燃焼ガスＥを燃焼ガスダクト２２または熱交換機２１の入口で合流させて、一つの熱交換器２１に導入させてもよい。この場合、熱交換されて加熱された空気Ａは空気供給路９において分岐されて複数の加熱室３に設けられた複数のバーナー４に供給される構成としてもよい。

以上説明したように、放熱を抑制して熱効率を向上させつつ、液槽内の液体温度の均一化が可能な液体加熱装置を提供することができる。

１ 油槽（液槽）
１ａ 底部
２ａ，２ｂ 外側壁
３ 加熱室
４ バーナー
５ 排気口
６ 燃焼ガス流路
Ｋａ，Ｋｂ 第１流路部
Ｌａ，Ｌｂ 第２流路部
２１ 熱交換器
Ａ 空気
Ｄ フライヤー（液体加熱装置）
Ｅ 燃焼ガス
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向

Claims (5)

1. 液槽の底部に、第１方向の両端部を一対の外側壁にて囲まれた加熱室が設けられた液体加熱装置であって、
   前記第１方向に直交する第２方向の一端部に燃焼ガスを発生させるバーナーと当該バーナーにより発生した燃焼ガスを前記加熱室に導入する燃焼ガス導入部とが配置された燃焼ガス導入空間が形成され、且つ、前記第２方向の他端部に前記加熱室の燃焼ガスを外部に排気させる排気口が配置されるとともに、前記加熱室には、前記燃焼ガス導入部から燃焼ガスを通流させて前記排気口に導く燃焼ガス流路が備えられ、
   前記燃焼ガス流路は、前記第１方向において前記加熱室の中央側にて前記燃焼ガス導入部にて導入された燃焼ガスを受け入れて、その受け入れた燃焼ガスを前記第２方向に沿って通流させる第１流路部と、その第１流路部を通流した燃焼ガスを前記第１方向における前記加熱室の中央側から一端部側及び他端部側の両側に通流させて前記加熱室の外側壁に沿って通流させた後、前記排気口に導く第２流路部とを有して構成され、
   当該加熱室は、前記第１方向よりも前記第２方向に長く形成され、且つ、前記第２方向の一端部に配置された前記バーナーが前記燃焼ガス流路よりも下方に配置され、
   前記排気口から排出された燃焼ガスと前記バーナーに供給される空気との熱交換を行う熱交換器が、前記加熱室の前記燃焼ガス流路の下部に、前記第２方向の他端部から一端部にわたって配置される状態で収容されている液体加熱装置。
2. 前記第２流路部は、前記第１方向において前記加熱室の中央側から一端部側に通流させて前記外側壁に沿って通流させた後、前記排気口に導く一端部側流路部位と前記第１方向において前記加熱室の中央側から他端部側に通流させて前記外側壁に沿って通流させた後、前記排気口に導く他端部側流路部位とを備え、
   前記一端部側流路部位と前記他端部側流路部位とは、前記第１方向において前記加熱室の中央部を中心とする対称な形状の流路部位にて構成されている請求項１に記載の液体加熱装置。
3. 前記第２流路部は、前記第１方向において前記加熱室の中央側から一端部側に通流させて前記外側壁に沿って通流させた後、前記排気口に導く一端部側流路部位と前記第１方向において前記加熱室の中央側から他端部側に通流させて前記外側壁に沿って通流させた後、前記排気口に導く他端部側流路部位とを備え、
   前記一端部側流路部位と前記他端部側流路部位の夫々は、前記第２方向に沿って通流させたのちその通流方向を反転させて前記第２方向に沿って通流させる形態で、前記第１流路部を通流した燃焼ガスを前記第１方向において前記加熱室の中央側から端部側に順次通流させるジクザグ状の流路部位にて構成されている請求項１又は２に記載の液体加熱装置。
4. 前記燃焼ガス導入部が、前記第１方向の前記加熱室の中央側に設置され、前記第１方向で連続して燃焼ガスを導入自在に構成されている請求項１から３の何れか一項に記載の液体加熱装置。
5. 一つの前記液槽の底部に、前記加熱室を前記第２方向に沿って複数並べて配置している請求項１から４の何れか一項に記載の液体加熱装置。

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