JP5839192B2

JP5839192B2 - 過熱蒸気式熱処理装置

Info

Publication number: JP5839192B2
Application number: JP2012009643A
Authority: JP
Inventors: 藤井　保; 保藤井; 七郎柳; 加賀　忠; 忠加賀; 悠太関本
Original assignee: Shibuya Machinery Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2032-01-20
Also published as: JP2013148285A

Description

本発明は、食品などの物品に過熱蒸気を吹き付けることにより当該物品を焼成するようにした過熱蒸気式熱処理装置に関する。

従来、過熱蒸気式熱処理装置として、一方の端部に入口、他方の端部に出口が開口された函体と、この函体の入口から出口に向けて物品を搬送する搬送手段と、上記函体内に設けられ、物品の通過を許容する開口を形成した区画壁によって区画された複数の加熱室と、各加熱室内にそれぞれ設けられて過熱蒸気を噴射する複数のノズルと、各ノズルに過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給手段と、上記過熱蒸気に飽和蒸気を供給する飽和蒸気供給手段とを備えて、上記加熱室内の温度を異ならせるようにしたものが知られている（特許文献１）。
上記過熱蒸気式熱処理装置においては、函体の長手方向に沿って主配管を配置し、この主配管に、物品の搬送方向上流側において飽和蒸気供給手段を接続するとともに、下流側において過熱蒸気供給手段を接続するようにし、さらにこの主配管に、各加熱室内のノズルをその長手方向に沿って順次接続するようにしている。
これにより、物品の搬送方向上流側のノズルに飽和蒸気供給手段からの飽和蒸気を多く供給し、物品の搬送方向下流側のノズルに過熱蒸気供給手段からの過熱蒸気を多く供給するようにして、各加熱室内の温度が上流側から下流側に順次高温となるように異ならせている。

特開２００７−１８５１６２号公報

従来の過熱蒸気式熱処理装置においては、主配管に対する飽和蒸気供給手段の接続位置と、過熱蒸気供給手段の接続位置と、さらに各加熱室内のノズルの接続位置とによって各加熱室内の温度が設定されるので、物品の種類が変更された際に、その物品の種類に応じて各加熱室内の温度を自由に制御することができなかった。
本発明はそのような事情に鑑み、各加熱室内の温度を自由に設定することが可能な過熱蒸気式熱処理装置を提供するものである。

すなわち本発明は、一方の端部に入口、他方の端部に出口が開口された函体と、この函体の入口から出口に向けて物品を搬送する搬送手段と、上記函体内に設けられ、物品の通過を許容する開口を形成した区画壁によって区画された複数の加熱室と、各加熱室内にそれぞれ設けられて過熱蒸気を噴射する複数のノズルと、各ノズルに過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給手段と、上記過熱蒸気に飽和蒸気を供給する飽和蒸気供給手段とを備えて、上記加熱室内の温度を異ならせるようにした過熱蒸気式熱処理装置において、
上記過熱蒸気供給手段は、各加熱室に連通して各加熱室内から過熱蒸気を排気する排気通路と各加熱室内に過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給通路とからなる循環通路と、上記排気通路と過熱蒸気供給通路との間に設けられて、上記排気通路からの過熱蒸気を加熱するとともに該加熱した過熱蒸気を上記過熱蒸気供給通路を介して加熱室に供給する加熱手段と、上記循環通路に設けられて各加熱室内の過熱蒸気を該循環通路および加熱手段を介して各加熱室に循環させる送気手段とを備え、
また上記飽和蒸気供給手段は、飽和蒸気を発生させる飽和蒸気発生手段と、この飽和蒸気発生手段によって発生された飽和蒸気を少なくとも低温側の加熱室内に供給される過熱蒸気に供給する飽和蒸気供給通路と、この飽和蒸気供給通路に設けられて流通する飽和蒸気の流量を調整する流量調整手段とを備えることを特徴とするものである。

上記構成を有する本発明においては、各加熱室内の過熱蒸気は、送気手段によって、各加熱室内から過熱蒸気を排気する排気通路を流通して加熱手段に供給され、ここで所要温度に加熱されてから過熱蒸気供給通路およびノズルを介して各加熱室に循環供給されるようになっている。
他方、飽和蒸気供給手段によって発生された飽和蒸気は、飽和蒸気供給通路を介して少なくとも低温側の加熱室内に供給される過熱蒸気に供給されるようになる。そしてこの飽和蒸気供給通路は、飽和蒸気の流量を調整する流量調整手段を備えているので、この流量調整手段によって当該過熱蒸気への飽和蒸気量を調整することができ、それによって当該加熱室内の温度を調整することができる。
仮に物品の種類が変更されて、上記加熱室内の温度を調整する必要が生じた際には当該加熱室内に供給される過熱蒸気への飽和蒸気量を調整すればよく、したがって加熱室内の温度を自由に調整することができる。

本発明の第１実施例を示す側面図。本発明の第２実施例を示す側面図。

以下図示実施例に基づいて本発明を説明すると、図１において、過熱蒸気式熱処理装置の缶体１内にこれを貫通して金属製ローラコンベヤなどからなる搬送手段２を設けてあり、この搬送手段２によって食品などの物品３を缶体１の入口１ａからその内部に搬入するとともに、缶体１内を移動させて該缶体１の出口１ｂから外部に搬出することができるようにしてある。
上記函体１内には複数の区画壁１ｃを設けてあり、この区画壁１ｃによって函体１内を６つの室に区画してある。具体的には、物品３の搬送方向上流側から下流側に向けて、１つの入口室４と、４つの加熱室５ａ〜５ｄと、さらに１つの出口室６とを設けてある。

上記各隔壁１ｃには開口１ｄをそれぞれ形成してあり、各開口１ｄによって上記物品３の通過を許容することができるようにしてある。
また、最も上流側の隔壁１ｃと最も下流側の隔壁１ｃとは上記開口１ｄを除いて函体１内を完全に仕切っているが、その中間の３つの隔壁１ｃは、すなわち上記４つの加熱室５ａ〜５ｄを区画する隔壁１ｃは、その底部において各加熱室５ａ〜５ｄ間を連通させるように函体１の底壁から離隔させてある。そして函体１の底部に水を貯溜することによって、各加熱室５ａ〜５ｄ間の連通を遮断させるようにしてある。
このような構成により、各加熱室５ａ〜５ｄの洗浄が容易なものとなるようにしてある。

上記各加熱室５ａ〜５ｄ内にはそれぞれ搬送手段２の上下にノズル７を設けてあり、上下のノズル７から物品３に向けてそれぞれ過熱蒸気を噴射することにより、該物品３を焼成することができるようにしてある。
上記各ノズル７は水平面内で平行に配置した多数のパイプ（図示せず）を備えており、各パイプに形成した多数の貫通孔から過熱蒸気を噴射することができるようにしてある。

上記各ノズル７に過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給手段１１は、本実施例では２組設けられており、一方の上流側の過熱蒸気供給手段１１によって上流側の２つの加熱室５ａ、５ｂ内の各ノズル７に過熱蒸気を供給し、下流側の過熱蒸気供給手段１１によって下流側の２つの加熱室５ｃ、５ｄ内の各ノズ７ルに過熱蒸気を供給することができるようにしてある。
各過熱蒸気供給手段１１は、それぞれブロワ等の送気手段１２と電気式や燃焼式ヒータ等の加熱手段１３とを備えており、加熱手段１３によって飽和蒸気より高温の２００〜５００℃の範囲の所要温度に加熱された過熱蒸気は、加熱手段１３の下流側で複数に分岐された過熱蒸気供給通路１４を介してそれぞれ２つの加熱室５ａ、５ｂ（５ｃ、５ｄ）内の各ノズル７に供給されるようになっている。

上記ノズル７から各加熱室５ａ〜５ｄ内に噴射された過熱蒸気は、上記送気手段１２によりそれぞれの加熱室内上部に連通させた４本の排気通路１５内に吸引されるようになっており、上流側の２本の排気通路１５と下流側の２本の排気通路１５とはそれぞれ送気手段１２の手前で１本に合流されてから、それぞれの送気手段１２に接続されている。
そして各加熱手段１３によって再び所要の温度に加熱された過熱蒸気は、上述した過熱蒸気供給通路１４およびノズル７を介して各加熱室５ａ〜５ｄ内に循環供給されるようになっている。
本実施例では、各加熱室内から過熱蒸気を排気する上記排気通路１５と各加熱室内に過熱蒸気を供給する上記過熱蒸気供給通路１４とによって循環通路１６が構成されており、上記加熱手段１３は排気通路１５と過熱蒸気供給通路１４との間に設けられている。

次に、上記過熱蒸気供給手段１１の加熱手段１３から各加熱室５ａ〜５ｄに供給する過熱蒸気の温度を制御するために、上記各ノズル７に過熱蒸気よりも低温の飽和蒸気を供給する飽和蒸気供給手段２１を設けてある。
上記飽和蒸気供給手段２１は、ボイラなどの飽和蒸気を発生させる飽和蒸気発生手段２２を備えており、この飽和蒸気発生手段２２で発生させた飽和蒸気を複数に分岐させた飽和蒸気供給通路２３を介して上記各ノズル７に供給することができるようにしてある。
上記過熱蒸気供給手段１１は２組設けてあるが、飽和蒸気供給手段２１は両過熱蒸気供給手段１１に共通に１つだけ設けてある。

図示実施例では、複数に分岐された飽和蒸気供給通路２３は、それぞれ加熱手段１３よりも下流側となる過熱蒸気供給通路１４に接続してあり、各飽和蒸気供給通路２３からの飽和蒸気を、過熱蒸気供給通路１４を流通する過熱蒸気に混合させてから各ノズル７に供給するようにしてある。
このように飽和蒸気供給通路２３からの飽和蒸気を各ノズル７に直接供給するのではなく、過熱蒸気供給通路１４を流通する過熱蒸気に混合させてから各ノズル７に供給することにより、各ノズル７から均一の温度の過熱蒸気を各加熱室５ａ〜５ｄに噴射させることができる。
しかしながらこれに限定されるわけではなく、必要に応じて、飽和蒸気供給通路２３からの飽和蒸気を各ノズル７に直接供給するようにしてもよいことは勿論である。

上記各飽和蒸気供給通路２３には、上記各過熱蒸気供給通路１４に供給する飽和蒸気量を調整するためにそれぞれ流量調整手段２４を設けてある。
各流量調整手段２４の流量は、図示しない制御装置によって制御されるようになっており、過熱蒸気に混合される飽和蒸気量を調整することによって、各加熱室５ａ〜５ｄ内に噴射される過熱蒸気の温度を制御できるようにしてある。

さらに、上記入口室４を形成する区画壁の開口１ｄと、出口室６を形成する区画壁の開口１ｄとには、それぞれの上下位置に飽和蒸気噴射ノズル２７を配設してあり、各飽和蒸気噴射ノズル２７に上記飽和蒸気供給通路２３を介して飽和蒸気を供給できるようにしてある。
そして各飽和蒸気噴射ノズル２７から飽和蒸気を噴射させることにより、各開口１ｄを閉鎖するエアカーテンを形成できるようにしてあり、それによって各加熱室５ａ〜５ｄ内に導入される空気を遮断して各加熱室５ａ〜５ｄ内の酸素濃度を低酸素濃度に維持することができるようにしてある。
また上記入口室４の上部と出口室６の上部とにはそれぞれ排出口２８を設けてあり、各排出口２８の開度を調節することにより、入口１ａ、出口１ｂから外部への蒸気の流出を防ぐとともに、各室内の圧力が加熱室５ａ〜５ｄ内の圧力よりも高くなることが無いようにしてある。

以上の構成において、過熱蒸気供給手段１１の送気手段１２によって給送される過熱蒸気は加熱手段１３によって加熱されて所定の温度の過熱蒸気となり、過熱蒸気供給通路１４を介してノズル７から缶体１内に噴射される。缶体１内に噴射された過熱蒸気は、搬送手段２によって搬送されている物品を焼成した後、循環通路１６を構成する排気通路１５および送気手段１２を介して再び加熱手段１３に循環され、該加熱手段１３よって所要の温度に加熱されるようになる。
一例として、上流側の加熱手段１３によって３５０℃の過熱蒸気が得られ、下流側の加熱手段１３によって４００℃の過熱蒸気が得られるようにしてある。

他方、飽和蒸気供給手段２１の飽和蒸気発生手段２２によって発生された飽和蒸気は、飽和蒸気供給通路２３から流量調整手段２４を介して過熱蒸気供給通路１４に供給され、ここで過熱蒸気に混合された後、ノズル７から缶体１内に噴射されるようになる。
飽和蒸気供給手段２１から供給される飽和蒸気の温度は１１０〜１５０℃なので、上記各流量調整手段２４により過熱蒸気に混合される飽和蒸気量を調整すれば、各ノズル７から噴射される過熱蒸気の温度を調整することができる。
一例として、加熱室５ａに供給される過熱蒸気の温度は３００℃に調整することができ、また加熱室５ｂに対しては３３０℃、加熱室５ｃに対しては３５０℃、加熱室５ｄに対しては３８０℃にそれぞれ調整することができる。

このように、本実施例においては各流量調整手段２４により過熱蒸気に混合される飽和蒸気量を調整すれば、各ノズル７から噴射される過熱蒸気の温度を自由に調整することができる。
したがって物品３の種類が変更され、それに伴なって各ノズル７から噴射される過熱蒸気の温度を変更する場合であっても、極めて容易にその変更作業を実行することができる。

図２は本発明の第２実施例を示したもので、上記第１実施例においては排気通路１５の途中に設けた送気手段１２により各加熱室５ａ〜５ｄから加熱手段１３に循環される過熱蒸気の全量を該加熱手段１３に循環させるようにしているが、本実施例では一部の過熱蒸気は上記加熱手段１３をバイパスさせて直接各加熱室５ａ〜５ｄに循環させるようにし、かつこのバイパスした過熱蒸気に飽和蒸気を混合させて温度調整を行えるようにしている。
すなわち本実施例では、送気手段１２よりも下流側の排気通路を２つに分岐してあり、一方の第１排気通路１５ａを上記加熱手段１３に接続するとともに、他方の第２排気通路１５ｂを各ノズル７に接続している。
そして第１排気通路１５ａを流通する過熱蒸気と第２排気通路１５ｂを流通する過熱蒸気との分流の割合を調整するために、両排気通路１５ａ、１５ｂの分岐点よりも下流側位置において、それぞれ流量調整手段３４、３５を設けている。

より具体的には、第２排気通路１５ｂ側においては、それぞれ各ノズル７に連通する手前の位置に流量調整手段３４を設けてある。つまり各流量調整手段３４は、各加熱室５ａ〜５ｄ毎となるように設けてある。
他方、第１排気通路１５ａにおいては、加熱手段１３よりも下流側となる過熱蒸気供給通路１４に、それぞれ各ノズル７に連通する手前の位置に流量調整手段３５を設けてある。つまり各流量調整手段３５も上記流量調整手段３４と同様に、各加熱室５ａ〜５ｄ毎となるように設けてある。
このように、各加熱室５ａ〜５ｄ毎にそれぞれ流量調整手段３４、３５を設けてあり、それによって各加熱室５ａ〜５ｄ毎に別個に、上記第１排気通路１５ａを流通する過熱蒸気と第２排気通路１５ｂを流通する過熱蒸気との分流の割合を調整することができるようにしてある。

したがって、送気手段１２によって給送される過熱蒸気の一部は第１排気通路１５ａを介して上記加熱手段１３に供給されるようになり、この加熱手段１３に供給されて所定の温度に加熱された過熱蒸気は、上記第１実施例と同様に過熱蒸気供給通路１４を介して各ノズル７に供給されるようになる。
他方、送気手段１２によって給送される過熱蒸気の残部は、第２排気通路１５ｂにより加熱手段１３をバイパスして各ノズル７に直接供給されるようになる。このため、第２排気通路１５ｂから各ノズル７に供給される過熱蒸気は、過熱蒸気供給通路１４を介して各ノズル７に供給される過熱蒸気よりも低温となっている。

そして低温の過熱蒸気を各ノズル７に供給する第２排気通路１５ｂに、各第２排気通路１５ｂに設けた流量調整手段３４よりも下流側の位置で飽和蒸気供給通路２３を接続し、これによって低温の過熱蒸気に飽和蒸気を混合させることができるようにしている。
なお第１実施例と同様に、必要に応じて、飽和蒸気供給通路２３からの飽和蒸気を各ノズル７に直接供給するようにしてもよいことは勿論である。
その他の構成は第１実施例と同様に構成してあり、第１実施例と同一又は相当部分には第１実施例と同一の符号を付して示してある。

本実施例においては、加熱手段１３をバイパスさせた低温の過熱蒸気に飽和蒸気を混合させるようにしているので、少ない飽和蒸気量で所要温度の過熱蒸気を得ることができる。
また、全ての過熱蒸気を加熱手段１３に供給してその温度を所定温度まで加熱した後に、これに飽和蒸気量を混合して所要温度まで低下させるようにした場合に比較して、エネルギーロスを低減することができる。

なお、上記実施例では過熱蒸気供給手段１１を２組設けているが、これに限定されるものではなく、適宜増減することができる。
また、上記実施例では、例えば下流側の過熱蒸気供給手段１１についていえば、加熱手段１３によって４００℃の過熱蒸気を得てからこれを３５０℃と３８０℃とに低下させているが、加熱手段１３によって３８０℃の過熱蒸気を得るように設定すれば、高温側の加熱室５ｄの温度調整は不要となる。つまり高温側となる加熱室５ｄ側については、飽和蒸気供給通路２３やこれに設けた流量調整手段２４は必ずしも必要なものではなく、それらを省略することが可能である。

１缶体１ａ入口
１ｂ出口１ｃ区画壁
１ｄ開口２搬送手段
３物品４入口室
５ａ〜５ｄ加熱室６出口室
７ノズル１１過熱蒸気供給手段
１２送気手段１３加熱手段
１４過熱蒸気供給通路１５、１５ａ、１５ｂ排気通路
１６循環通路２１飽和蒸気供給手段
２２飽和蒸気発生手段２３飽和蒸気供給通路
２４、３４、３５流量調整手段２７飽和蒸気噴射ノズル

Claims

一方の端部に入口、他方の端部に出口が開口された函体と、この函体の入口から出口に向けて物品を搬送する搬送手段と、上記函体内に設けられ、物品の通過を許容する開口を形成した区画壁によって区画された複数の加熱室と、各加熱室内にそれぞれ設けられて過熱蒸気を噴射する複数のノズルと、各ノズルに過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給手段と、上記過熱蒸気に飽和蒸気を供給する飽和蒸気供給手段とを備えて、上記加熱室内の温度を異ならせるようにした過熱蒸気式熱処理装置において、
上記過熱蒸気供給手段は、各加熱室に連通して各加熱室内から過熱蒸気を排気する排気通路と各加熱室内に過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給通路とからなる循環通路と、上記排気通路と過熱蒸気供給通路との間に設けられて、上記排気通路からの過熱蒸気を加熱するとともに該加熱した過熱蒸気を上記過熱蒸気供給通路を介して加熱室に供給する加熱手段と、上記循環通路に設けられて各加熱室内の過熱蒸気を該循環通路および加熱手段を介して各加熱室に循環させる送気手段とを備え、
また上記飽和蒸気供給手段は、飽和蒸気を発生させる飽和蒸気発生手段と、この飽和蒸気発生手段によって発生された飽和蒸気を少なくとも低温側の加熱室内に供給される過熱蒸気に供給する飽和蒸気供給通路と、この飽和蒸気供給通路に設けられて流通する飽和蒸気の流量を調整する流量調整手段とを備えることを特徴とする過熱蒸気式熱処理装置。
上記飽和蒸気供給通路は過熱蒸気供給通路に接続されており、飽和蒸気供給通路からの飽和蒸気は過熱蒸気供給通路を流通する過熱蒸気に混合されてから上記ノズルに供給されることを特徴とする請求項１に記載の過熱蒸気式熱処理装置。
上記送気手段は排気通路の途中に設けられており、かつ該排気通路は送気手段よりも下流側で２つに分岐されて一方の第１排気通路は上記加熱手段に接続されるとともに、他方の第２排気通路は上記ノズルに連通されていることを特徴とする請求項１に記載の過熱蒸気式熱処理装置。
上記飽和蒸気供給通路は第２排気通路に接続されており、飽和蒸気供給通路からの飽和蒸気は第２排気通路を流通する過熱蒸気に混合されてから上記ノズルに供給されることを特徴とする請求項３に記載の過熱蒸気式熱処理装置。
最も上流側の加熱室の入口となる開口と、最も下流側の加熱室の出口となる開口とにそれぞれ飽和蒸気噴射ノズルが設けられており、各飽和蒸気噴射ノズルから飽和蒸気が噴射されて各開口を閉鎖するエアカーテンが形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の過熱蒸気式熱処理装置。