KR101468858B1 - 가열 전극 및 그것을 사용한 피가열재의 가열 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 부정형한 피가열재를 균일하게 가열할 수 있고, 또한 가열 전극에 의한 피가열재의 가열·유지 반송을 안정되게 행할 수 있는 가열 전극 및 그것을 사용한 피가열재의 가열 방법을 제공한다.

[해결수단] 도전성 핀으로 이루어지는 복수개의 핀 전극(10)의 집합체를 핀 지지대(20)의 관통 구멍(21)에 슬라이딩 가능하게 배치하고, 핀 지지대(20)에 압력이 가변하는 압력 가변 가스 챔버(30)를 결합하고, 상기 가스 챔버(30)를 가압 또는 감압함으로써 핀 전극(10)을 핀 지지대(20)에 대하여 상대 변위시킨다.

가열 전극, 핀 전극, 핀 지지 수단, 핀 변위 수단

Description

가열 전극 및 그것을 사용한 피가열재의 가열 방법{HEATING ELECTRODE AND METHOD FOR HEATING MATERIAL-TO-BE-HEATED BY USING THE HEATING ELECTRODE}

본 발명은 가열 전극 및 그것을 사용한 피가열재의 가열 방법, 특히 부정형한 피가열재를 균일하게 가열할 수 있고, 또한 가열 전극에 의한 피가열재의 가열·유지 반송을 안정되게 행할 수 있는 가열 전극 및 그것을 사용한 피가열재의 가열 방법에 관한 것이다.

피가열재, 예를 들면 식재(食材)를 전기적으로 가열하는 방법으로서는 통전 가열 방법, 유전 가열법, 유도 가열법이 널리 알려져 있다. 그 중에서 통전 가열법과 유전 가열법은 피가열물 자신(식재)의 발열에 의해 가열이 이루어지는 점에서 유전 전류(소용돌이 전류)에 의해 금속 용기 내부에 발생된 줄 열을 이용해서 가열이 이루어지는 유도 가열법과는 크게 다르다. 통전 가열법의 경우에는 식재에 직접 전류를 흘리기 때문에 상하 전극은 식재에 접할 필요가 있다. 그 때 식재의 두께가 균일하지 않은 경우에는 식재의 표면에 전극이 접촉하지 않은 부위와 접촉하는 부위가 생기기 때문에 그 비접촉 부위는 충분하게 가열되지 않는 불균일한 가열이 되는 한편, 그 접촉 부위는 과도하게 가열되는 과가열(過加熱)이 될 우려가 있다. 유전 가열법의 경우에는 식재에 직접 전류를 흘리지 않지만 식재의 두께가 균일하지 않을 경우에는 전극에 근접하는 부위와 비근접 부위의 사이에서 전계 강도나 유전율이 현저하게 다른 것으로 되고, 역시 통전 가열법과 마찬가지인 문제를 초래한다. 그래서, 그러한 두께가 균일하지 않은 부정형의 식재를 균일하게 가열하기 위해서 전해액을 식재의 표면에 분무해서 전해액의 박막을 형성하고, 상부 전극으로서 재질이 양호한 도전성이고 또한 유연한 부재, 예를 들면 티탄이나 알루미늄, 철, 백금, 스테인레스 등의 금속박으로 이루어지고, 또한 그 형상이 프레임으로부터 수직 하강한 발 형상으로 형성된 플렉시블 전극을 채용하고 및 그 상부 전극을 상하로 승강 가능하게 해서 그 상부 전극의 높이를 조절함으로써 식재의 두께가 두꺼운 부분과 두께가 얇은 부분을 균일한 가열 상태로 할 수 있는 통전 가열 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조.). 또한, 마찬가지인 통전 가열 장치로서 상부 통전부(상부 전극)가 전해액을 공급하는 공급조와 이 공급조로부터 수직 하강하는 플렉시블한 발 형상의 도전성 브러시로 이루어지고, 전해액이 그 브러시를 타고 이동해서 식품에 적하 또는 유하하도록 구성되어 있는 식품의 통전 가공 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 2를 참조.). 또한, 고형 식재를 포장재로 밀착 포장하여 포장체를 형성하고, 그 포장체를 유동체와 함께 압력 가변 용기의 내부에 배치하고, 그 용기에 고주파 전계를 인가함으로써 포장체를 유전 가열하는 살균 완료 고형 식재의 제조 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 3을 참조.).

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제 2003-47413 호 공보

특허 문헌 2: 일본 특허 제 3352388 호

특허 문헌 3: 일본 특허 제 3604109 호

상기 통전 가열 장치의 경우, 부정형 식재의 균일 가열을 실현하기 위해서 그 식재를 반송해서 발 형상의 상부 전극을 통과시키는 「통상의 통전 가열 처리」 전에 식재의 두께가 두꺼운 부분에만 그 상부 전극을 접촉시켜 이 상태를 몇 십초간 유지한 후, 또한 상부 전극을 두께가 두꺼운 부분과 두께가 얇은 부분 쌍방에 접촉시켜 이 상태를 몇 십초간 유지하여 가열하는 특별한 「전처리」를 실시할 필요가 있다.

그러나, 상부 전극은 발 형상의 플렉시블 전극이고, 전극에 의한 유지 반송을 할 수 없기 때문에 그 「전처리」를 실시하고 있는 동안은 컨베이어에 의한 식재의 반송은 일시적으로 정지시킬 필요가 있는 것으로 생각된다. 또한, 일반적으로 전해액을 도포 또는 적하시켜서 부정형의 식재의 표면에 전해액의 균일한 박막을 형성하는 것은 거의 불가능이고, 따라서 그 전해액의 박막을 통한 통전에 의한 가열로는 부정형의 식재에 대한 안정된 균일 가열은 어렵다는 문제가 있다.

또한, 상기 포장체를 유동체와 함께 용기에 봉입해 그 용기에 고주파 전계를 인가해서 가열하는 살균 완료 고형 식재의 제조 방법의 경우, 극판 간격은 용기의 장소에 따르지 않고 일정하지만 용기 내부의 유동체의 두께는 용기의 장소에 따라 다르다. 따라서, 용기의 장소에 따라서는 유전율이 다르고 가열 얼룩이 생길 우려가 있어 마찬가지로 안정된 균일 가열이 어렵다는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 부정형한 피가열재를 균일하게 가열할 수 있고, 또한 가열 전극에 의한 피가열재의 가열·유지 반송을 안정되게 행할 수 있는 가열 전극 및 그것을 사용한 피가열재의 가열 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 청구항 1에 기재된 가열 전극에서는 대향해서 배치되어 피가열재를 전기적으로 가열하는 가열 전극으로서, 상기 가열 전극의 적어도 한쪽의 전극은 복수개의 도전성 핀으로 이루어지는 핀 전극의 집합체임과 아울러 상기 핀 전극은 축 방향으로 신축 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 가열 전극에서는 적어도 한쪽의 가열 전극이 복수개의 도전성 핀으로 이루어지는 핀 전극의 집합체이고, 또한 각 핀 전극은 축 방향으로 신축 가능하기 때문에 각 핀 전극이 피가열재의 형상에 추종하고, 결과적으로 각 핀 전극이 피가열재의 표면에 완전하게 접촉해서 전기적 작용을 미치는 것이 가능하게 된다. 이에 따라, 피가열재의 형상에 의존하지 않는 안정된 균일 가열이 가능하게 된다. 또한, 핀 전극의 피가열재에 접촉하는 압박이 제어 가능한 경우에는 압박을 적절하게 설정함으로써 가열 전극에 의해 피가열재를 유지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 예를 들면 컨베이어에 의한 피가열재의 반송을 정지시킴이 없이 가열 전극에 의해 피가열재를 가열·유지한 상태에서의 피가열재의 위치 결정 반송이 가능하게 된다.

청구항 2에 기재된 가열 전극에서는 상기 핀 전극을 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하는 핀 지지 수단과, 동 핀 전극을 상기 핀 지지 수단에 대하여 축 방향으로 상대 변위시키는 핀 변위 수단을 구비하는 것으로 했다.

상기 가열 전극에서는 도전성 핀이 핀 지지 수단에 슬라이딩 가능하기 때문에 외부로부터 전기 또는 열의 공급을 받으면서 피가열재의 형상에 추종할 수 있게 된다. 또한, 핀 변위 수단에 의해 핀 전극은 핀 지지 수단에 대하여 축 방향으로 상대 변위하기 때문에, 예를 들면 핀 전극에 신축 기구를 주지 않고 핀 전극의 기구를 간소화할 수 있다.

청구항 3에 기재된 가열 전극에서는 상기 핀 지지 수단은 상기 핀 전극이 슬라이딩 가능한 복수개의 관통 구멍을 구비한 도전성 기반으로 이루어지는 것으로 했다.

상기 가열 전극에서는 도전성 기반에 핀 전극이 슬라이딩 가능한 관통 구멍을 형성함으로써 상대 변위하는 핀 전극에 전기 또는 열을 확실하게 통전 또는 전열할 수 있다. 또한, 핀 전극에 대한 전기 및 열적 접점이 극히 심플한 구조이기 때문에 가열 전극으로서의 신뢰성이 향상된다.

청구항 4에 기재된 가열 전극에서는 상기 핀 변위 수단은 상기 도전성 기반에 결합된 압력 가변 가스 챔버로 이루어지고, 상기 가스 챔버의 내압을 변화시킴으로써 상기 관통 구멍에 압력 구배를 형성하고, 상기 핀 전극을 축 방향으로 상대 변위시키는 것으로 했다.

상기 가열 전극에서는 관통 구멍의 한 개의 개구 단부는 피가열재에 개구되는 한편 다른 개구 단부는 상기 가스 챔버에 개구된다. 따라서, 관통 구멍의 피가열재측 개구 단부의 압력(출구압)은 불변하기 때문에 상기 가스 챔버의 내압을 변화시킴으로써 관통 구멍에 압력 구배가 형성되게 된다. 그리고, 관통 구멍의 입구압>출구압의 경우에는 도전성 핀을 도전성 기반으로부터 압출하도록 가스가 작용하고, 한편, 관통 구멍의 입구압<출구압의 경우에는 도전성 핀을 도전성 기반으로 인입하도록 가스가 작용하게 된다. 특히, 전자의 경우에는 도전성 핀의 피가열재에 대한 압박은 그 압력 구배에 비례하기 때문에 압력 구배를 크게 확보함으로써 전극으로 피가열재를 가열·유지하면서의 피가열재의 위치 결정 반송이 가능하게 된다.

청구항 5에 기재된 가열 전극에서는 전기 또는 열은 상기 도전성 기반에 인가된 후에 상기 관통 구멍의 내벽을 통해서 상기 핀 전극에 통전 또는 전열되는 것으로 했다.

상기 가열 전극에서는 도전성 핀은 관통 구멍을 슬라이딩하도록 배치되어 있기 때문에 도전성 기반에 전기 또는 열을 인가함으로써 도전성 핀에 전기 또는 열을 적합하게 통전 또는 전열할 수 있게 된다.

청구항 6에 기재된 가열 전극에서는 상기 도전성 기반의 내부에 상기 관통 구멍 사이를 세로 관통하는 온조수(溫調水)의 유로가 형성되어 있는 것으로 했다.

상기 가열 전극에서는, 예를 들면 피가열재의 가열 온도를 내리고 싶을 경우에 온조수로서 냉각수를 흘림으로써 관통 구멍의 내벽을 통해서 피가열재로부터 열을 빼앗아 피가열재의 과가열을 방지하는 한편, 피가열재의 가열 온도를 올리고 싶을 경우에 온조수로서 열수를 흘림으로써 관통 구멍의 내벽을 통해서 피가열재에 열을 공급하여 피가열재의 온도를 소망하는 온도로 조정한다. 즉, 상기 온조수의 유로를 관통 구멍과의 사이를 세로 관통시켜 온조수를 흘림으로써 피가열재에 대한 과가열이나 가열 불량을 방지할뿐만 아니라, 고주파 전원의 주파수나 출력 조정에서는 온도 조정이 어려운 피가열재에 대한 가열 온도의 미세 조정이 가능하게 된다.

청구항 7에 기재된 가열 전극에서는 대향하는 다른쪽의 전극이 상기 피가열재의 외면 형상의 일부를 모방한 오목 형상을 갖는 전극인 것으로 했다.

상기 가열 전극에서는, 예를 들면 피가열재가 컵이나 트레이 등과 같은 리지드 용기를 포함할 경우에 대향하는 전극의 내면 형상을 그 용기의 외면 형상(저부 형상)에 감합되는 형상으로 함으로써 효율적으로 가열하는 것이 가능하게 되고, 게다가 가열시의 내용물에 의한 용기의 팽창을 억제하는 것이 가능하게 된다.

청구항 8에 기재된 가열 전극을 사용한 피가열재의 가열 방법에서는 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 가열 전극에 의해 피가열재를 가열·유지하거나 또는 상기 가열 전극에 대하여 상대 이동시키면서 상기 피가열재를 가열하는 것을 특징으로 한다.

상기 가열 방법에서는 상기 가열 전극을 사용함으로써 각 핀 전극이 축 방향으로 상대 변위해서 피가열재의 형상에 추종할 수 있고, 또한 핀 전극의 피가열재에 대한 압박을 제어할 수 있기 때문에 피가열재가 복수개의 핀 전극에 의해 유지 된 위치 결정 상태를 만들고 그 상태에서 가열·유지 반송하는 소위 전극에 의한 피가열재의 위치 결정 반송이 가능하게 된다. 또한, 피가열재를 핀 전극에 접촉시키면서 상대 이동시켜서 가열하는 가열 반송도 가능하게 된다. 또한, 핀 전극이 슬라이딩 가능하게 배치된 도전성 기반은 온도 제어 기능을 갖추기 때문에 고주파 전원의 주파수나 출력 조정에서는 온도 조정이 어려운 피가열재에 대한 가열 온도의 미세 조정이 가능하게 된다. 따라서, 상기 가열 전극을 사용함으로써 피가열재에 대한 안정된 균일 가열이 가능하게 된다.

청구항 9에 기재된 가열 전극을 사용한 피가열재의 가열 방법에서는 상기 피가열재의 가열 또는 유지를 포재(包材)를 개재한 상태로 행하는 것을 특징으로 하는 것으로 했다.

상기 가열 방법에서는 포재를 개재한 상태로 피가열재를 가열·유지 반송할 수 있기 때문에 핀 전극과 피가열재가 직접 접촉하는 일이 없이 위생적인 가열·유지 반송이 가능하게 된다.

<발명의 효과>

본 발명의 가열 전극 및 그것을 사용한 가열 방법에 의하면 가열 전극의 적어도 한쪽의 전극은 복수개의 도전성 핀으로 이루어지는 핀 전극의 집합체이고, 각 핀 전극이 도전성 기반의 관통 구멍에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 또한 그 도전성 기반은 압력 가변 가스 챔버에 결합되어 있다. 이에 따라, 압력 가변 가스 챔버의 내압에 따라 각 핀 전극은 그 도전성 기반에 대하여 상대 변위하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 각 핀 전극이 피가열재의 형상에 추종해 피가열재에 접촉하여 완전하게 전기적 작용을 미치게 하는 것이 가능하게 된다. 게다가 핀 전극이 피가열재에 접촉한 상태에서 압력 가변 가스 챔버의 내압을 적절하게 설정함으로써 핀 전극의 피가열재에 대한 압박을 조정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 압력 가변 가스 챔버의 내압을 적절하게 조정함으로써 가열 전극에 의해 피가열재를 가열·유지 반송하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도전성 기반의 관통 구멍 사이에 온조수용 유로가 세로 관통해서 배치되어 있기 때문에 도전성 핀을 통해서 피가열재로의 열의 공급 또는 냉각이 가능하게 된다. 이에 따라, 두께가 균일하지 않은 부정형한 피가열재에 대한 안정된 균일 가열이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 가열 전극에 따른 가열 핀 전극을 나타내는 요부 단면 설명도이다.

도 2는 본 발명의 가열 전극에 따른 가열 핀 전극에 의한 식재의 가열 예를 나타내는 설명도이다.

도 3은 실시예 1에 따른 핀 지지대를 나타내는 요부 단면 설명도이다.

도 4는 실시예 2에 따른 핀 전극을 나타내는 설명도이다.

도 5는 실시예 3에 따른 가열 핀 전극을 사용한 가열 방법을 나타내는 설명도이다.

도 6은 실시예 4에 따른 가열 핀 전극 및 가열 전극을 사용한 가열 방법을 나타내는 설명도이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10 - 핀 전극

11 - 핀 헤드

12 - 로드

13 - 핀 캡

14 - 스프링

20 - 핀 지지대

21 - 관통 구멍

30 - 압력 가변 가스 챔버

31 - 이너 스페이스

32 - 채널

33 - 가스 포트

34 - 압축기

35 - 진공 펌프

36 - 3방향 밸브

100 - 가열 핀 전극

이하, 도면에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 가열 전극에 따른 가열 핀 전극(100)을 나타내는 요부 단면 설명도이다. 또한, 가열되는 피가열재로서는 식재를 사용했다.

이 가열 핀 전극(100)은 식재에 접촉하여 전기적 또는 열적 작용을 미치는 복수개의 핀 전극(10)과, 각 핀 전극(10)을 슬라이딩 가능하게 지지함과 아울러 핀 전극(10)에 대한 전원 또는 열원이 되는 도전성 기반으로서의 핀 지지대(20)와, 핀 전극(10)을 핀 지지대(20)에 대하여 상대 변위시키는 압력 가변 가스 챔버(30)를 구비해서 구성된다.

핀 전극(10)은 식재에 직접 접촉하는 핀 헤드(11)와, 핀 헤드(11)에 결합하고 핀 지지대(20)와의 전기적 또는 열적 접점이 되며 핀 전극(10)의 핀 지지대(20) 에 대한 이동량(스트로킹)을 규정하는 로드(12)와, 핀 헤드(11)의 단위값을 규정함과 아울러 스토퍼로서 기능하는 핀 캡(13)으로 이루어진다.

핀 헤드(11)는, 예를 들면 반구부와 원통부가 조합된 형상을 이루고 로드(12)는, 예를 들면 세로로 긴 원통 형상을 이루고 한쪽의 단부가 핀 헤드(11)와, 반대측의 단부가 핀 캡(13)과 나사 결합되어 있다. 또한, 로드(12)는 후술의 관통 구멍(21)에 삽입통과되어 핀 지지대(20)와의 전기적 또는 열적 접점이 된다.

또한, 핀 헤드(11)와 로드(12)의 결합에 대해서는 식재의 형상에 따라 핀 헤드의 교환을 하는 것이 가능한 나사 결합이 바람직하지만 절삭이나 용접 등 일체로 형성되어 있어도 좋다. 또는, 로드(12)와 핀 캡(13)을 절삭, 용접, 스웨이지(swage) 등에 의해 일체로 형성하여 핀 헤드(11)와 로드(12)를 나사 결합으로 하여도 좋다.

또한, 핀 헤드(11), 로드(12) 및 핀 캡(13)의 재질로서는 알루미늄, 구리, 카본, 티탄, 백금 등의 도전재이다.

핀 지지대(20)에는 핀 전극(10)이 슬라이딩하면서 상대 변위하는 관통 구멍(21)이 핀 전극(10)마다 별개 독립적으로 형성되어 있다. 이 관통 구멍(21)의 내경은 핀 전극(10)의 로드(12)의 외경보다 약간 큰 정도이다. 이에 따라, 각 핀 전극(10)은 핀 지지대(20)와 통전 또는 전열되면서 핀 지지대(20)에 대하여 축 방향으로 별개 독립적으로 상대 변위해서 식재의 형상에 적합하게 추종하는 것이 가능하게 된다.

그런데, 핀 전극(10)의 구동은 후술하는 바와 같이, 압력 가변 가스 챔 버(30)의 내압을 변경함으로써 행하여진다. 따라서, 로드(12)와 관통 구멍(21)의 간격은 핀 전극(10)의 구동에 영향을 주는 것으로도 생각되지만, 상술한 대로 이 간격은 극히 조금이기 때문에, 압력 가변 가스 챔버(30)로부터 이 간격을 통한 가스 리크(leak)량은 극미량이기 때문에, 그 결과 압력 가변 가스 챔버(30)의 압력 변동은 극히 조금이고, 결과적으로 이 간격은 핀 전극(10)의 구동에 거의 영향을 주지 않는다. 또한, 핀 전극(10)의 구동은 압력 가변 가스 챔버 외에 스프링이나 고무 등의 탄성 공구를 사용함으로써도 용이하게 실현할 수 있다.

또한, 핀 지지대(20)는 핀 전극(10)에 대한 전원 또는 열원이 되기 위해서 그 재질로서는 핀 전극(10)과 동등하거나, 또는 그 이상의 도전율 및 열전도율을 갖는 재질이 바람직하다.

또한, 핀 지지대(20)의 형상은 평판 외에 곡면을 갖는 복합형이어도 좋다.

압력 가변 가스 챔버(30)는 가스를 저장하는 이너 스페이스(31)와, 가스의 유로가 되는 채널(32)과, 외부의 고압 가스원(압축기) 또는 (진공)펌프와 연결되는 가스 포트(33)로 이루어진다. 이너 스페이스(31)의 압력 조정은 채널(32)을 통해서 가스를 공급하거나 또는 배기함으로써 행하여진다. 여기서, 이너 스페이스(31)의 압력(P_in)이 외기(P_out)보다 높은 경우에는 관통 구멍(21)의 입구와 출구에 있어서 압력 구배가 생겨 핀 전극(10)이 이너 스페이스(31)의 가스 압에 의해 밀어 내려져 하방으로 상대 변위하게 된다. 한편, 이너 스페이스(31)의 압력(P_in)이 외기(P_out)보다 낮은 경우에는 그와는 반대 방향의 압력 구배가 생겨 핀 전극(10)이 외기에 의 해 밀어 올려져 상방으로 상대 변위하게 된다. 이와 같이, 이너 스페이스(31)의 압력을 조정함으로써 핀 전극(10)을 핀 지지대(20)에 대하여 상대 변위시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 핀 전극(10)이 식재에 접촉한 상태에서 이너 스페이스(31)의 압력을 조정함으로써 핀 전극(10)이 식재에 접촉하는 압박을 변경하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 핀 전극(10)이 식재에 접촉한 상태에서 이너 스페이스(31)의 압력을 조정함으로써 복수개의 핀 전극(10)에 의해 식재를 가열·유지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 이 가열 핀 전극(100)에 반송 수단을 구비시킴으로써 전극에 의한 식재의 가열·유지 반송을 안정되게 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 사용되는 가스에 대해서는, 예를 들면 청정한 공기 및 질소 등의 불활성 가스이다.

도 2는 본 발명의 가열 전극에 따른 가열 핀 전극(100)에 의한 식재의 가열 예를 나타내는 설명도이다.

이 가열예에서는 포재(50)로 포장된 식재(51)가 상하(수직 방향)에 대향해서 배치된 가열 핀 전극(100, 100)에 의해 가열·유지되고, 전극판 사이에 있어서의 위치가 결정된 상태에서 유전 가열되면서 도시되지 않은 반송 수단에 의해 반송되어 있다.

압력 가변 가스 챔버(30)의 압력 조정은, 예를 들면 압축기(34)와 진공 펌프(35)를 3방향 밸브(36)를 통해서 압력 가변 가스 챔버(30)에 결합시켜서 가압의 경우에는 압축기(34)측에 3방향 밸브를 스위칭하고, 감압의 경우에는 진공 펌프(35)측에 3방향 밸브를 스위칭함으로써 행하여진다.

또한, 고주파 전원(40)의 주파수는, 예를 들면 몇 ㎑ ~ 몇 백㎒ 또는 3㎒ ~ 100㎒이다.

또한 포재(50)의 재질은, 예를 들면 PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌), PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 등의 수지, 철이나 알루미늄 등의 금속, 종이, 글래스, 그 조합으로 이루어지는 복합재 등으로 이루어지고, 포장 형태는 필름, 트레이, 컵 형상의 용기 등 특별히 규정되는 것은 아니다. 또한, 이들 용기에 도료나 증착 처리 등 각종 표면 처리가 실시되어 있어도 좋다.

또한, 본 가열예에서는 2개 가열 핀 전극(100, 100)을 사용한 유전 가열예를 나타냈지만 이에 한정되지 않고, 가열 핀 전극(100)과 통상의 평판 전극의 조합에 의한 유전 가열이어도 좋다. 또한, 전극의 배치에 대해서도 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향이어도 좋다. 또한, 포장 형태가 트레이나 컵 형상 등의 용기의 경우에는 후술하는 실시예와 같이, 다른쪽의 대향 전극을 용기의 저부 형상에 맞춘 전극으로 하여도 좋다.

실시예 1

도 3은 실시예 1에 따른 핀 지지대(20)를 나타내는 요부 단면 설명도이다.

이 핀 지지대(20)에서는 관통 구멍(21, 21) 사이에 온도 조정 용수(이하, 「온조수」라고 한다.)가 흐르는 수로(22)가 세로 관통하고 있다. 따라서, 핀 전극(10)이 식재에 접촉하고 있는 상태에서 온조수를 흘려보냄으로써 온조수와 핀 전극(10) 사이에서 열교환이 이루어짐과 동시에 핀 전극(10)과 식재 사이에서도 열교환이 이루어지기 때문에 결과로서 식재의 표면이 간접적으로 가열 또는 냉각된다. 따라서, 온도 상승이 둔한 가열 불량의 경우에는 온조수로서 열수를 흐르게 함으로써, 반대로 온도 상승이 급준(急峻)해서 목표 온도를 초과하는 과가열의 경우는 온조수로서 냉각수를 흐르게 함으로써 식재에 대한 정밀도가 좋은 온도 제어가 가능하게 된다. 이와 같이 핀 지지대(20)의 내부에 수로(22)를 형성하여 온조수를 흐르게 함으로써 분위기 전체를 공조하는 것보다 식재에 대한 효율적인 온도 제어가 가능하게 된다. 또한, 고주파 전원(40)의 주파수나 출력 조정에서는 온도 조정이 어려운 식재에 대한 가열 온도의 미세 조정이 가능하게 된다.

실시예 2

도 4는 실시예 2에 따른 핀 전극(10a)을 나타내는 설명도이다.

이 핀 전극(10a)은 스프링(14)을 구비하고 있다. 예를 들면, 핀 전극(10)을 리턴시킬 경우에 압력 가변 가스 챔버(30)의 내압을 진공 펌프(35)에 의해 부압으로 할 필요가 있지만 스프링(14)을 구비함으로써 가압 상태의 압력 가변 가스 챔버(30)를 블로우오프(blowoff)시키는 것만으로 핀 전극은 스프링(14)의 탄성력에 의해 원래의 위치로 리턴되도록 한다. 즉, 스프링(14)을 구비함으로써 핀 전극은 자동 복원 기능을 갖고, 그 결과 진공 펌프(35)가 불필요하게 되어 핀 전극의 구동 기구가 간소화된다. 한편, 압력 가변 가스 챔버(30)를 가압해서 핀 전극을 압출하는 경우에 스프링(14)의 탄성력에 의해 핀 전극의 초기 동작이 온화해진다. 이와 같이, 스프링(14)을 구비함으로써 상대 변위에 따른 구동 기구를 간소화함과 아울러 핀 전극의 신축(상대 변위) 동작을 안정시킨다.

실시예 3

도 5는 실시예 3에 따른 가열 핀 전극(100, 100)을 사용한 가열 방법을 나타내는 설명도이다. 또한, 설명의 편의상, 핀 전극(10) 및 핀 지지대(20)만을 그리고 그 외의 구성 부품에 대해서는 생략되어 있다.

이 가열 전극은 핀 전극(10)의 축 방향이 컨베이어(C)의 반송면에 평행하고 또한 반송 방향에 직교하도록 수평 대향에 배치되어 있다. 따라서, 식재(51)는 컨베이어(C)에 의해 반송되면서 그 가열 핀 전극 사이를 통과함으로써 핀 전극(10)으로부터 유전 가열을 받아서 가열 살균된다. 또한, 컨베이어(C)를 일정 시간 정지하고 식재(51)가 집중적으로 유전 가열을 받아서 가열 살균 되도록 해도 좋다.

실시예 4

도 6은 실시예 4에 따른 가열 핀 전극(200) 및 가열 전극(300)을 사용한 가열 방법을 나타내는 설명도이다.

이 가열 방법은 피가열재가 비밀폐 상태에서 트레이 또는 컵 등의 용기(53)에 충전된 식재(51)(식품)일 경우의 가열 방법을 나타내고 있다. 전극의 한쪽은 상방에 배치되어 식재(51)의 요철 형상에 적합하게 추종되어 식재(51)를 가열하는 가열 핀 전극(200)이고, 다른쪽은 하방에 배치되어 용기(53)의 저부 형상을 모방한 오목부 형상(300a)을 갖고 식재(51)를 가열하는 가열 전극(300)이다. 단지, 가열 핀 전극(200)은 상기 가열 핀 전극(100)의 구성에 추가해서 식품 접촉에 의한 오염, 식품 가열시에 식품 안에서 발생되는 증기, 또는 분위기 환경에 의한 부식으로부터 핀을 적합하게 보호하는 커버(52)를 구비하고 있다. 또한, 커버(52)의 재질로서는 유연성이 있고 핀 동작이 손상되지 않으면 특별히 한정되는 일은 없고, 예를 들면 두께 0.3㎜∼5㎜정도의 실리콘 고무나 불소 고무, 두께 0.05㎜∼0.2㎜정도의 PP, PE, PET 등의 열가소성 수지 필름, 또는 이들의 복합재이고 알루미늄, 구리, 카본, 티탄, 백금 등의 도전성 금속박 또는 도전성 박이어도 좋다. 또한, 가열 전극(300)은 용기(53)의 저부 형상을 모방한 오목 형상으로 가공된 알루미늄 재에 고내식성 표면 처리로서 테프론 코팅, 다이쿠론(daikuron), 무전해 니켈 도금 등을 실시한 것이고, 그 외에도 구리, 카본, 티탄, 백금 등의 도전성 재료이여도 좋다.

또한, 상기 실시예에 있어서는 피가열재로서 식재를 사용했지만 본 발명에 따른 피가열재로서는 식재에만 한정되지 않고 가열 핀 전극(100)이 접촉할 수 있는 모든 피가열재가 포함된다.

본 발명의 가열 전극 및 그것을 사용한 피가열재의 가열 방법은, 특히 부정형의 피가열재의 가열에 적합하게 적용하는 것이 가능하다.

Claims (9)

1. 대향해서 배치되어 피가열재를 전기적으로 가열하는 가열 전극으로서, 상기 가열 전극의 적어도 한쪽의 전극은 복수개의 도전성 핀으로 이루어지는 핀 전극의 집합체임과 아울러 상기 핀 전극은 축 방향으로 신축 가능하고,

   상기 핀 전극을 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하는 핀 지지 수단과, 상기 핀 전극을 상기 핀 지지 수단에 대하여 축 방향으로 상대 변위시키는 핀 변위 수단을 구비하며,

   상기 핀 지지 수단은 상기 핀 전극이 슬라이딩 가능한 복수개의 관통 구멍을 구비한 도전성 기반으로 이루어지고,

   상기 핀 변위 수단은 상기 도전성 기반에 결합된 압력 가변 가스 챔버로 이루어지며, 상기 가스 챔버의 내압을 변경시킴으로써 상기 관통 구멍에 압력 구배를 형성하고, 상기 핀 전극을 축 방향으로 상대 변위시키는 것을 특징으로 하는 가열 전극.
2. 제1항에 있어서,

   전기 또는 열은 상기 도전성 기반에 인가된 후에 상기 관통 구멍의 내벽을 통해서 상기 핀 전극에 통전 또는 전열되는 가열 전극.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 도전성 기반의 내부에 상기 관통 구멍 사이를 세로 관통하는 온조수의 유로가 형성되어 있는 가열 전극.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   대향하는 다른쪽의 전극은 상기 피가열재의 외면 형상의 일부를 금형 성형한 오목 형상을 갖는 전극인 가열 전극.
5. 제1항 또는 제2항에 기재된 가열 전극에 의해 피가열재를 가열·유지하거나 또는 상기 가열 전극에 대하여 상대 이동시키면서 상기 피가열재를 가열하는 것을 특징으로 하는 가열 전극을 이용한 피가열재의 가열 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 피가열재의 가열 또는 유지를 포재를 개재한 상태로 행하는 것을 특징으로 하는 가열 전극을 이용한 피가열재의 가열 방법.
7. 삭제
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