JP5667556B2

JP5667556B2 - ジュール加熱装置

Info

Publication number: JP5667556B2
Application number: JP2011272178A
Authority: JP
Inventors: 星野　弘; 弘星野
Original assignee: Frontier Engineering Co Ltd
Current assignee: Frontier Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2031-12-13
Also published as: JP2013125592A

Description

本発明は流動性を有する飲食物をジュール加熱により通電加熱するジュール加熱装置に関する。

流動性を有する飲食物を調理したり、殺菌したりするために、ジュール熱により流動性を有する飲食物を通電加熱するジュール加熱装置が使用されている。流動性を有する飲食物としては、例えば、ジュースやスープ等の液状の飲食物、味噌や練りからし等のペースト状の食品、さらにカレーやビーフシチュー等のように野菜や肉等の固形物を含む液状の食品等がある。

このような流動性飲食物を被加熱物としてこれを通電加熱するジュール加熱装置としては、例えば、特許文献１に記載されるように、内部に一直線状に流路が形成された加熱ユニットを有するものがある。この加熱ユニットは、絶縁性筒体と環状電極とを交互に配置して複数の環状電極と複数の絶縁性筒体とにより形成される搬送管を備えており、搬送管の搬送流路内を搬送される被加熱物を撹拌するために、撹拌部材が搬送管に設けられている。

特許第２８２１０８７号公報

搬送管の内部を流れる流動性飲食物を撹拌するために、搬送管内に撹拌部材を組み込むようにすると、撹拌部材の部分は食品を搬送することができないので、搬送流量を増加させるには、その分だけ搬送管の内径を大きくする必要がある。このため、撹拌部材が組み込まれたジュール加熱装置は、飲食物の流動抵抗が大きくなるだけでなく、搬送管の内径を大きくしなければならないという問題点がある。しかも、１対の加熱ユニットを一直線状の形状とすると、加熱ユニットが長くなるので、加熱ユニットの設置面積を広くしなければならないという問題点がある。

本発明の目的は、ジュール加熱装置を小型化するとともに撹拌効率を高めることにある。

本発明のジュール加熱装置は、流動性を有する飲食物を被加熱物として被加熱物を搬送流路内に連続的に搬送しつつジュール熱により加熱するジュール加熱装置であって、それぞれ被加熱物を搬送しながら加熱する加熱流路が相互に平行となって複数形成された絶縁性の加熱流路部材と、前記加熱流路部材の一端側に配置され、１つの前記加熱流路の流出側開口部と他の１つの前記加熱流路の流入側開口部とを連通させる反転流路が形成された第１の反転流路部材と、前記加熱流路部材の他端側に配置され、１つの前記加熱流路の流出側開口部と他の１つの前記加熱流路の流入側開口部とを連通させる反転流路が形成された第２の反転流路部材と、前記加熱流路部材と前記第１の反転流路部材との間に配置され、前記加熱流路に露出される通電面を形成する貫通孔が設けられた第１の電極と、前記加熱流路部材と前記第２の反転流路部材との間に配置され、前記加熱流路に露出される通電面を形成する貫通孔が設けられた第２の電極と、対をなす前記第１の電極と前記第２の電極とに電力を供給し、前記加熱流路内を流れる被加熱物を通電加熱する電源ユニットとを有し、１つの前記加熱流路の流出側開口部から他の１つの流入側開口部に前記反転流路を介して被加熱物が流れるときに、第１と第２の前記反転流路部材において被加熱物を反転させて撹拌することを特徴とする。

本発明のジュール加熱装置は、前記反転流路を介して連通される偶数の前記加熱流路を前記加熱流路部材に設け、前記反転流路と前記加熱流路とにより形成される前記搬送流路の流入端に接続される流入側ジョイントと、前記搬送流路の流出端に接続される流出側ジョイントとを前記加熱流路部材の一端側に接続することを特徴とする。本発明のジュール加熱装置は、前記加熱流路部材を複数の前記加熱流路が相互に平行となって形成された樹脂製のブロックにより形成することを特徴とする。本発明のジュール加熱装置は、それぞれ内部に加熱流路が形成された複数の絶縁性の管部材により前記加熱流路部材を形成することを特徴とする。本発明のジュール加熱装置は、前記第１の反転流路部材は前記流入側ジョイントと前記流出側ジョイントとが取り付けられるとともに複数の前記反転流路が設けられた第１の端板であり、前記第２の反転流路部材は複数の前記反転流路が設けられた第２の端板であることを特徴とする。本発明のジュール加熱装置は、内部に前記反転流路が形成された管部材により第１と第２の前記反転流路部材を形成することを特徴とする。

本発明によれば、複数の加熱流路が相互に平行となって加熱流路部材に設けられており、１つの加熱流路の流出開口部と他の１つの加熱流路の流出開口部とが反転流路により連通されているので、上流側の加熱流路から下流側の加熱流路に流入する被加熱物は反転流路により撹拌されることになる。これにより、撹拌部材を流路内に設けることなく、流路内を搬送しながら被加熱物を撹拌することができる。

反転流路において被加熱物が撹拌されるので、加熱流路において全体的に均一に被加熱物を通電加熱することができ、被加熱物の加熱品質を高めることができる。しかも、撹拌部材を設けることが不要となるので、それぞれの加熱流路の横断面積を大きくすることなく、流通面積を大きくすることができる。複数の加熱流路は相互に平行に配置されるので、ジュール加熱装置の長さ寸法を短くすることができ、ジュール加熱装置の小型化を達成することができる。

一実施の形態であるジュール加熱装置の外観を示す斜視図である。図１の正面図である。図２の左側面図である。図２の右側面図である。図２に示された一方の端板の内面を示す正面図である。図２に示された他方の端板の内面を示す正面図である。図３における７−７線断面図である。図３における８−８線断面図である。図３における９−９線断面図である。搬送流路内における被加熱物の流動経路を示す概略図である。（Ａ）は一方の電極板の外面を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における１１Ｂ−１１Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は一方の電極板の内面を示す正面図である。変形例である加熱流路部材を有するジュール加熱装置を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。このジュール加熱装置は、図１および図２に示されるように、樹脂等の絶縁性材料により形成された直方体のブロック形状の加熱流路部材１０と、その一端側に配置される第１の端板１１と、他端側に配置される第２の端板１２とを有している。それぞれの端板１１，１２は樹脂等の絶縁性材料により形成されて四辺形となっており、反転流路部材を構成している。ブロック形状の加熱流路部材１０には、図７〜図９に示されるように、合計６つの加熱流路１３ａ〜１３ｆが相互に平行となって長手方向に貫通して形成されている。

図２に示されるように、加熱流路部材１０と端板１１との間には板状の電極１４が配置され、加熱流路部材１０と端板１２との間には同様に板状の電極１５が配置されている。電極１４の両面にはゴムまたは樹脂系等のシール材１６，１７が積層されており、シール材１６により端板１１の内面と電極１４との間がシールされ、シール材１７により電極１４と加熱流路部材１０の端面との間がシールされている。同様に、電極１５の両側にはゴム製のシール材１８，１９が積層されている。それぞれの電極１４，１５と、シール材１６〜１９には、図７および図８に示されるように、加熱流路１３ａ〜１３ｆに連通する貫通孔が形成されている。それぞれの電極１４，１５は、加熱流路１３ａ〜１３ｆの流入端側と流出端側とに対となって配置されており、貫通孔の内周面は加熱流路１３ａ〜１３ｆに露出される通電面となっている。

両方の端板１１，１２は図１に示されるように６本の締結ボルト２０により相互に締結されており、両方の端板１１，１２の間に配置された電極１４，１５とシール材１６〜１９は締結ボルト２０により端板１１，１２と加熱流路部材１０との間で締結されている。端板１１には締結ボルト２０が貫通する取付孔２０ａが図５に示されるように形成されており、端板１２には締結ボルト２０が貫通する取付孔２０ｂが図６に示されるように形成されている。締結ボルト２０の一端部には、図１および図２に示されるように、複数の皿ばね２０ｃが装着されており、皿ばね２０ｃにより端板１１，１２には締結力が加えられるとともに、皿ばね２０ｃにより樹脂製の加熱流路部材や端板１１，１２の熱膨張が吸収される。なお、図７〜図９においては、図１および図２に示された締結ボルト２０や皿ばね２０ｃが図示省略されている。

端板１１の外面には、流入側ジョイント２１と流出側ジョイント２２とが取り付けられている。流入側ジョイント２１と流出側ジョイント２２のフランジ部はシール材２３，２４を介して端板１１の外面に突き当てられ、締結ボルト２５により端板１１に締結されている。

流入側ジョイント２１は、図７に示されるように、端板１１に形成された流入流路２６を介して最上流側の加熱流路１３ａに連通しており、外部から流入側ジョイント２１に供給される被加熱物は流入流路２６から加熱流路１３ａ内に供給される。加熱流路１３ａとこれに対して図１および図２において水平方向に隣り合う加熱流路１３ｂとが端板１２に水平方向に形成された反転流路２７ａを介して連通されている。この反転流路２７ａにより加熱流路１３ａの流出側開口部と加熱流路１３ｂの流入側開口部とが連通されており、加熱流路１３ａから流出した被加熱物は反転流路２７ａを介して反転して加熱流路１３ｂに撹拌されて流入することになる。

加熱流路１３ｂとこれに対して図８に示されるように上方に隣り合う加熱流路１３ｃとが端板１１に垂直方向に形成された反転流路２７ｂを介して連通されている。加熱流路１３ｃとこれに対して水平方向に隣り合うとともに加熱流路１３ａの上方に形成された加熱流路１３ｄとが端板１２に水平方向に形成された反転流路２７ｃを介して連通されている。加熱流路１３ｄとこれに対して図７に示されるように上方に隣り合う加熱流路１３ｅとが端板１１に垂直方向に形成された反転流路２７ｄを介して連通されている。加熱流路１３ｅとこれに対して水平方向に隣り合うとともに加熱流路１３ｃの上方に形成された加熱流路１３ｆとが図８および図９に示されるように端板１２に水平方向に形成された反転流路２７ｅを介して連通されている。このように、それぞれの端板１１，１２には、それぞれの加熱流路の流出側開口部と流入側開口部とを連通させる反転流路が形成されており、それぞれの加熱流路から流出した被加熱物は反転流路において撹拌された後に下流側の加熱流路に流入することになる。

流出側ジョイント２２は、図８に示されるように、端板１１に形成された流出流路２８を介して最下流側の加熱流路１３ｆに連通しており、加熱処理がなされた流動性飲食物は流出側ジョイント２２から外部に供給される。上述した流入流路２６，加熱流路１３ａ〜１３ｆ、反転流路２７ａ〜２７ｅおよび流出流路２８により搬送流路２９が形成されている。搬送流路２９内における被加熱物の流動経路を示すと図１０の通りであり、ジュール加熱装置は被加熱物を搬送流路２９内に連続的に搬送しながらジュール熱により加熱する。このように、それぞれの加熱流路から流出した被加熱物は反転流路を介して反転して下流側の加熱流路に流入することになるので、被加熱物はそれぞれの反転流路において反転することにより撹拌されることになる。それぞれの反転流路における被加熱物の撹拌作用により反転流路内における被加熱物の温度分布が均一になり、搬送流路２９内に撹拌部材を設けることなく、反転構造の搬送流路２９により被加熱物の加熱温度が均一化されて被加熱物の加熱処理品質を高めることができる。

加熱流路部材１０には偶数の加熱流路が形成されているので、一方の端板１１の外面に流入側ジョイント２１と流出側ジョイント２２とが取り付けられることになり、流入側ジョイント２１に接続される図示しない供給配管と、流出側ジョイント２２に接続される図示しない流出配管とを端板１１側に接続することができる。これに対し、奇数の加熱流路を加熱流路部材１０に形成すると、一方の端板に流入側ジョイント２１が設けられ、他方の端板に流出側ジョイント２２が設けられることになる。何れの形態においても、それぞれの加熱流路が相互に平行となっているので、ジュール加熱装置の長さを短くして小型化が達成される。特に、一方の端板１１に流入側ジョイント２１と流出側ジョイント２２とを設けることにより、ジュール加熱装置を小型化することができるとともに供給配管と流出配管との接続操作を容易に行うことができる。

それぞれの板状の電極１４，１５は、加熱流路１３ａ〜１３ｆの流入端側と流出端側とに対となって配置されており、それぞれの加熱流路１３ａ〜１３ｆに露出される通電面３０を備えている。このように、それぞれの電極１４，１５には６つの通電面３０が形成された板状の部材により形成されている。図２に示されるように、電極１４，１５には電源ユニット３１が接続されており、電源ユニット３１から電極１４，１５に高周波電流が供給される。電極１４に形成された全ての通電面３０は同一位相の同一電位となり、電極１５に形成された全ての通電面３０も同様である。

電極１５は、図１１（Ａ）に示されるように、加熱流路部材１０の端面に対向する内面に環状の凹部３２が形成されている。電極１５が加熱流路部材１０に締結されると、凹部３２にはシール材１９が入り込んで被加熱物の漏出が防止される。端板１２には、図６に示されるように８つの貫通孔３３が形成されており、それぞれの貫通孔３３を貫通する締結ボルト３４が図４に示されるように端板１２に取り付けられている。それぞれの締結ボルト３４は、図１１に示されるように、電極１５に形成されたねじ孔３５にねじ結合され、締結ボルト３４により電極１５が端板１２に固定される。

電極１４の内面にも同様に図示しない凹部が形成されており、電極１４が加熱流路部材１０の端面に締結されると、凹部内にはシール材１７が入り込んで被加熱物の漏出が防止される。端板１１には図５に示されるように５つの貫通孔３６が形成されており、図３に示されるように、端板１１を貫通する３本の締結ボルト３７と、流入側ジョイント２１と流出側ジョイント２２とをそれぞれ締結するための合計８本の締結ボルト２５のうちの２本が電極１４にねじ結合され、電極１４が端板１１に固定される。それぞれの電極１４，１５の両面に凹部を形成し、加熱流路部材１０の両端面に凹部を形成し、さらに端板１１，１２の内面に凹部を形成するようにしても良い。

図１２は変形例である加熱流路部材１０が設けられたジュール加熱装置を示す断面図である。図１２には、上述したジュール加熱装置における図７と同様の部分が示されている。

図１２に示されるジュール加熱装置においては、加熱流路部材１０が６本の樹脂製の管部材４１により構成されている。それぞれの管部材４１は２列３行にマトリックス状に配置されており、内部は加熱流路となっている。加熱流路部材１０としては、上述のように１つの樹脂製のブロックに複数の加熱流路を形成するようにした形態と、別々の管部材４１を端板１１，１２の間に締結するようにした形態とがある。図１２に示されるように、６つの管部材４１により加熱流路部材１０を形成した形態においては、上述のように板状の電極１４，１５をそれぞれの管部材４１の両端に配置するようにした形態と、環状の電極をそれぞれの管部材４１の両端に配置するようにした形態とがある。後者の場合には、管部材４１の一端側に別々に配置される複数の環状の電極１４をケーブル等により相互に電気的に接続し、他端側に別々に配置される複数の環状の電極１５をケーブル等により相互に電気的に接続する。

上述したそれぞれのジュール加熱装置においては、加熱流路部材１０の両端に取り付けられる端板１１，１２に反転流路２７ａ〜２７ｅを形成するようにしているが、それぞれ半円形状に折り曲げられた管部材により加熱流路に連通する反転流路を形成するようにしても良い。

いずれの形態においても、搬送流路２９は全体的に真っ直ぐとはなっておらず、反転流路において被加熱物は反転されて搬送されるので、被加熱物は撹拌部材を用いることなく、反転流路において撹拌されることになる。これにより、搬送流路２９を搬送しつつジュール加熱される被加熱物は全体的に均一な温度に加熱され、被加熱物としての流動性の飲食物の加熱品質を高めることができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示するジュール加熱装置は、６つの加熱流路を有しているが、複数の加熱流路を有し、隣り合う２つの加熱流路の端部を反転流路により連通するようにすれば、加熱流路の数は図示した数に限定されることはない。

１０加熱流路部材
１１第１の端板（反転流路部材）
１２第２の端板（反転流路部材）
１３ａ〜１３ｆ加熱流路
１４電極
１５電極
１６〜１９シール材
２０締結ボルト
２１流入側ジョイント
２２流出側ジョイント
２３シール材
２５締結ボルト
２６流入流路
２７ａ〜２７ｅ反転流路
２８流出流路
２９搬送流路
３０通電面
３１電源ユニット

Claims

流動性を有する飲食物を被加熱物として被加熱物を搬送流路内に連続的に搬送しつつジュール熱により加熱するジュール加熱装置であって、
それぞれ被加熱物を搬送しながら加熱する加熱流路が相互に平行となって複数形成された絶縁性の加熱流路部材と、
前記加熱流路部材の一端側に配置され、１つの前記加熱流路の流出側開口部と他の１つの前記加熱流路の流入側開口部とを連通させる反転流路が形成された第１の反転流路部材と、
前記加熱流路部材の他端側に配置され、１つの前記加熱流路の流出側開口部と他の１つの前記加熱流路の流入側開口部とを連通させる反転流路が形成された第２の反転流路部材と、
前記加熱流路部材と前記第１の反転流路部材との間に配置され、前記加熱流路に露出される通電面を形成する貫通孔が設けられた第１の電極と、
前記加熱流路部材と前記第２の反転流路部材との間に配置され、前記加熱流路に露出される通電面を形成する貫通孔が設けられた第２の電極と、
対をなす前記第１の電極と前記第２の電極とに電力を供給し、前記加熱流路内を流れる被加熱物を通電加熱する電源ユニットとを有し、
１つの前記加熱流路の流出側開口部から他の１つの流入側開口部に前記反転流路を介して被加熱物が流れるときに、第１と第２の前記反転流路部材において被加熱物を反転させて撹拌することを特徴とするジュール加熱装置。
請求項１記載のジュール加熱装置において、前記反転流路を介して連通される偶数の前記加熱流路を前記加熱流路部材に設け、前記反転流路と前記加熱流路とにより形成される前記搬送流路の流入端に接続される流入側ジョイントと、前記搬送流路の流出端に接続される流出側ジョイントとを前記加熱流路部材の一端側に接続することを特徴とするジュール加熱装置。
請求項１または２記載のジュール加熱装置において、前記加熱流路部材を複数の前記加熱流路が相互に平行となって形成された樹脂製のブロックにより形成することを特徴とするジュール加熱装置。
請求項１または２記載のジュール加熱装置において、それぞれ内部に加熱流路が形成された複数の絶縁性の管部材により前記加熱流路部材を形成することを特徴とするジュール加熱装置。
請求項２記載のジュール加熱装置において、前記第１の反転流路部材は前記流入側ジョイントと前記流出側ジョイントとが取り付けられるとともに複数の前記反転流路が設けられた第１の端板であり、前記第２の反転流路部材は複数の前記反転流路が設けられた第２の端板であることを特徴とするジュール加熱装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のジュール加熱装置において、内部に前記反転流路が形成された管部材により第１と第２の前記反転流路部材を形成することを特徴とするジュール加熱装置。