過熱水蒸気による熱処理装置
【課題】過熱水蒸気の充満された中空筐体内のトンネル通路内を走行する搬送ベルトに凝縮水が付着したまま、トンネル通路外へ出ることがないように、トンネル通路内で十分に乾燥することのできる過熱水蒸気による熱処理装置を提供する。
【解決手段】中空筐体２０により構成されたトンネル通路２１内に連続的に搬送される搬送ベルト１１を走行させ、このトンネル通路２１内に過熱水蒸気を供給して搬送ベルト、またはこの搬送ベルトにより搬送される搬送物を連続的に加熱処理するものにおいて、前記トンネル通路内を走行する搬送ベルトの下方より斜め上方に向かってこのトンネル通路内に過熱水蒸気を噴出する蒸気噴出ノズル４１を設け、前記トンネル通路を構成する中空筐体の両端の開口部付近に、前記トンネル通路内の水蒸気および外部からトンネル通路内に侵入する外気をこのトンネル通路より下方へ吸引して、外部へ排気する排気ダクト７３を結合する。
【解決手段】中空筐体２０により構成されたトンネル通路２１内に連続的に搬送される搬送ベルト１１を走行させ、このトンネル通路２１内に過熱水蒸気を供給して搬送ベルト、またはこの搬送ベルトにより搬送される搬送物を連続的に加熱処理するものにおいて、前記トンネル通路内を走行する搬送ベルトの下方より斜め上方に向かってこのトンネル通路内に過熱水蒸気を噴出する蒸気噴出ノズル４１を設け、前記トンネル通路を構成する中空筐体の両端の開口部付近に、前記トンネル通路内の水蒸気および外部からトンネル通路内に侵入する外気をこのトンネル通路より下方へ吸引して、外部へ排気する排気ダクト７３を結合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、過熱水蒸気により搬送ベルトあるいはこの搬送ベルトによって搬送される物品等の被処理物を加熱して、殺菌、洗浄、乾燥等を行う過熱水蒸気による熱処理装置に関するものである。例えば、食品の製造、加工工程においては、連続的に搬送される食品またはこの食品を搬送するコンベア装置の搬送ベルトを殺菌、洗浄、乾燥等のために過熱水蒸気による熱処理装置が用いられる。また、グラビア印刷品やその他の工業製品等の乾燥のためにも、過熱水蒸気による熱処理装置が用いられる。
【背景技術】
【０００２】
食品の製造加工を行う場合、食品の安全性を高めるために、食品自身または、この食品を搬送するコンベア装置などの製造設備を入念に殺菌・洗浄することが求められている。このような食品やその製造設備等の殺菌・洗浄するための手段として過熱水蒸気を利用すると、処理時間の短縮や、処理装置の小形化といったメリットがあり、従来から過熱水蒸気による熱処理方法または装置が多く提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、食品の加熱処理を連続的に行うために、食品を搭載して搬送する搬送ベルトを通すトンネルを設け、このトンネル内にノズルから水蒸気を注入、充満し、この充満された水蒸気に赤外線を照射して加熱することにより過熱水蒸気雰囲気を生成し、この過熱水蒸気により食品等を加熱処理するようにした熱処理装置が示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、食肉搬送ラインにおいて、水蒸気を電磁誘導加熱装置により加熱して１００℃以上の過熱水蒸気を発生し、この過熱水蒸気をノズルにより搬送設備の搬送ベルトに噴出して、洗浄・殺菌を行う洗浄殺菌装置が記載されている。
【０００５】
さらに、搬送装置等の加熱・殺菌処理に使用された水蒸気は最終的に装置の外部へ排出されなければならないが、その方法としては、特許文献３に示されるように、トンネルを構成する筐体より外部へ漏洩する水蒸気を別の筐体で受ける方法がある。また、特許文献４に示されるように、処理装置におけるトンネルの入口および出口から漏れる水蒸気を回収するために吸引ブロアを設け、この吸引ブロアにより入口側および出口側フードを介し
てトンネルの入口および出口から漏洩する水蒸気を吸引することが行われている。
【０００６】
このような水蒸気を回収する従来技術においては、水蒸気を排気するための排気口は、コンベアベルトの通過する開口部を利用するか、トンネルを構成する筐体の上部に設けられている。
【０００７】
水蒸気は空気より軽く自然対流によって上方へ流れるため、排気口を上方に設けることは合理的であり、本件出願人もすでに、排気口および排気流路を搬送ベルトの搬送面より上側に設けた、図５に示すような過熱水蒸気による熱処理装置を提案している（特許文献５参照）。
【０００８】
この図５に示す従来の熱処理装置は、筒状筐体２０によって構成された搬送ベルト１１の走行するトンネル通路２１内に水蒸気噴出ノズル４１から過熱水蒸気を供給して、搬送ベルトにより搬送される食品等の被処理物または搬送ベルト自身を加熱処理して、洗浄・殺菌等を行うものである。搬送ベルト１１は駆動ローラ１２によって駆動される。
【０００９】
トンネル通路２１を構成する筒状筐体２０の両端のトンネル通路入口２２および出口２３の付近に、トンネル通路２１内の水蒸気とともに外部から侵入する外気を上方へ吸引する１対の吸引ダクト３１，３２の一端をそれぞれ結合し、この１対の吸引ダクト３１，３２の他端に、このダクトで吸引された水蒸気および外気を吸引ファン３５により吸引して外部へ排気する排気ダクト３４を結合している。
【００１０】
このような熱処理装置においては、吸引ダクト３１，３２により搬送ベルト１１の出入するトンネル通路２１の両端の入口２２および出口２３から侵入する外部の空気とともにトンネル通路２１内の余剰の水蒸気が吸引され、排気ダクト３４を通して外部へ排出される。搬送ベルト１１の出入口を構成する開口部は左右に２箇所あるので、吸引ダクトも左右にそれぞれ設けられ、筒状筐体２０の上方に配設される。
【００１１】
吸引ダクト３１，３２および排気ダクト３４で構成された排気通路は、空気より軽い高温の水蒸気が通過するため、煙突の排気原理によってトンネル通路２１の出入口２２，２３を構成する開口部から外気を吸引する効果があり、その強さは、排気通路を流れる気体の密度が低いほど大きくなる。
【００１２】
このような排気通路の煙突効果等によりトンネル通路の出入口で排気通路を構成する吸引ダクトによって外気が良好に吸引されることにより、トンネル通路内への外気の侵入が抑制されるため、トンネル通路内の温度低下を防止することができるとともにトンネル通路内の温度分布の均一性を高めることができる。
【００１３】
しかしながら、前記の従来の過熱水蒸気による熱処理装置においては、搬送ベルトより上方へ外気を吸引し、排気するように排気通路が設けられているため次のような問題がある。
【００１４】
すなわち、何らかの原因により水蒸気の排気量が左右何れかの排気通路で偏りが生じると、水蒸気の流量が多くなった側の排気通路では気体密度が低くなり、煙突効果が高くなるため、一層排気量が大きくなる。一方、水蒸気の量が減少した側の排気通路では、気体密度が高くなり煙突効果が低下するため、排気量が一層低下する。このため、水蒸気の排気量の偏りがさらに増大されることになる。
【００１５】
また、排気量の少なくなった側のトンネル通路の出入口部では、水蒸気の排気量が減少するため、外気の流入を抑えることができなくなることにより、トンネル通路内の温度が低下するという問題が生じる。
【００１６】
そして排気通路を細くして排気通路の通流抵抗を大きくすれば、排気量の偏りを抑制することができるが、同じ排気量に対して大きな容量の吸引ファンなどの排気装置が必要となるため、装置のコストが増大する問題が生じる。
【００１７】
熱処理装置の設置された建屋内の空調設備等から熱処理装置に横風が吹き付けられるような状況では、無風状態の時より水蒸気の排気量が片側の排気通路に偏る現象が発生しやすくなる。すなわち、横風の吹き付ける側の出入口の開口部では、外気の流入が増大する代わりに水蒸気の排気量が少なくなるため、加熱空間であるトンネル通路内の温度が横風の吹き込む側の入口または出口付近で低下し、均一な温度分布を維持することができなくなる。
【００１８】
このような問題点を解決するために、図６に示すように、搬送ベルト１１および被処理物の走行する両端の開口したトンネル通路２１内に過熱水蒸気を供給して前記被処理物の加熱処理を行うものにおいて、過熱水蒸気を、トンネル通路２１内にこの中を走行する搬送ベルト１１の上方から垂直に噴き込み、前記トンネル通路２１を構成する中空筐体の両端の開口部２２、２３付近に、前記トンネル通路２１内の水蒸気および外部からトンネル通路２１内に侵入する外気をこのトンネル通路２１より下方へ吸引して、外部へ排気する吸気ダクト７１および排気ダクト７３を結合した構成の装置がこの出願の出願人によって特願２００９−１３３３２８号として提案されている。
【００１９】
この装置によれば、搬送ベルト１１の出入するトンネル通路２１の左右両端の開口部２２、２３から水蒸気が漏出するのを防止するとともに、横風が吹き付けてもトンネル通路内の温度分布の変動を抑え均一に保つことができる。
【００２０】
しかし、このような従来装置においても次のような問題がある。
すなわち、トンネル通路２１内を走行する搬送装置の搬送ベルト１１の熱容量が大きい場合、搬送ベルト１１がトンネル通路２１内へ外部から進入した時、トンネル通路内の水蒸気が凝縮して搬送ベルト１１に付着することがある。この搬送ベルト１１に付着した凝縮水がトンネル通路内を走行通過する過程で除去されず搬送ベルト１１に付着したまま、トンネル通路２１の外側へ搬出されると、トンネル通路２１外の室内で蒸発して、室内の湿度を高めるという問題が生じる。
このような湿度上昇は、特に食品製造工場においては、食品の品質の低下を招くことになるので、極力避ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平０６−１５３８８１号公報
【特許文献２】特開平１１−３４６６４５号公報
【特許文献３】特開２００２‐１９９９８６号公報
【特許文献４】特開２００４‐０４１０９８号公報
【特許文献５】特開２００９−２０１５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
この発明は、前記のような従来装置における問題点を解決するため、過熱水蒸気の充満された中空筐体内のトンネル通路内を走行する搬送ベルトに凝縮水が付着したまま、トンネル通路外へ出ることがないように、トンネル通路内で十分に乾燥することのできる過熱水蒸気による熱処理装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
中空筐体により構成されたトンネル通路内に連続的に搬送される搬送ベルトを走行させ、このトンネル通路内に過熱水蒸気を供給して搬送ベルト、またはこの搬送ベルトにより搬送される搬送物を連続的に加熱処理するものにおいて、前記トンネル通路内を走行する搬送ベルトの下方より斜め上方に向かってこのトンネル通路内に過熱水蒸気を噴出する蒸気噴出ノズルを設け、前記トンネル通路を構成する中空筐体の両端の開口部付近に、前記トンネル通路内の水蒸気および外部からトンネル通路内に侵入する外気をこのトンネル通路より下方へ吸引して、外部へ排気する排気ダクトを結合したことを特徴とするものである。
【００２４】
この発明においては、前記トンネル通路を構成する筒状筐体の天井壁の内側面の前記蒸気噴出ノズルと蒸気噴出方向に対向する位置に過熱水蒸気を前記トンネル通路の上流および下流方向へ分流させるための凹面を設けるのがよい。
【００２５】
また、この発明においては、前記中空筐体の両端の開口部付近に、結合した排気ダクトにダンパーを設け、このダンパーの開度を調整して排気温度を調節するようにすることができる。
さらに、この発明においては、前記筒状筐体のトンネル通路出口側に外気の進入を抑制するシャッタを設けてもよい。
また、この発明においては、前記トンネル通路を形成する底壁を前記中空筐体の開口部へ向けて傾斜させてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、搬送ベルトおよび搬送ベルトより搬送される搬送物の走行するトンネル通路両端の開口したトンネル通路内に筒状筐体の外側に設けた蒸気噴出ノズルから、過熱水蒸気がトンネル通路内を走行する搬送ベルトの下方より斜め上方へ向かって供給されるため、搬送ベルト等の表面に付着した凝縮水が、蒸気噴出ノズルから搬送ベルトの下方から斜め上方に噴出された過熱水蒸気の噴射圧力により搬送ベルト等から吹き飛ばされて剥離し、落下した凝縮水が排気ダクトを介して排出されるため、搬送ベルト等に付着した凝縮水が除去され、搬送ベルト等は乾燥された状態でトンネル通路外に搬出されることになり、熱処理装置の設置された室内が凝縮水で加湿されることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施例の熱処理装置の構成を示す正面断面図。
【図２】図１のII−II線の縦断面図。
【図３】この発明のトンネル通路の天井壁に設ける凹部の変形例を示す部分的な縦断面図。
【図４】この発明の他の実施例の熱処理装置の構成を示す部分的な正面断面図。
【図５】従来の熱処理装置の構成を示す正面断面図。
【図６】他の従来の熱処理装置の構成を示す正面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
この発明の実施の形態を、図に示す実施例について説明する。
【００２９】
図１および図２はこの発明の実施例を示すものであり、図５および図６に示す従来装置と同一の機能を有する構成要素は同一の符号を付して示す。
【００３０】
図１および図２において、１は食品等を搬送するベルトコンベアであり、搬送ベルト１１とこれを駆動する駆動ローラ１２を備える。搬送ベルト１１は、メッシュ状または梯子状の上下方向に通気可能なベルトで構成される。２は熱処理装置であり、内部が中空の筒状筐体２０を備える。ここで、この実施の形態では、断面形状が四角形の筒状筐体２０を例に挙げて説明するが、筒状筐体２０の断面形状は円形または多角形としてもよい。
【００３１】
この筒状筐体２０は、耐熱性の金属板により構成され、内部に搬送ベルト１１を走行させるために、左右の両端に入口２２および出口２３となる開口部を備えたトンネル通路２１を形成する。筒状筐体２０は、さらにトンネル通路２１の上部に断熱材を充填して構成された断熱室６１を備える。この断熱室６１はトンネル通路２１の上部を外気から断熱するものである。トンネル通路２１の天井壁２４の外側面にトンネル通路２１を予備加熱するための電気ヒータ５１が貼り付けられている。
【００３２】
トンネル通路２１の下部に断熱材を充填して構成された断熱室６２が設けられる。この断熱室６２内にトンネル通路２内に過熱水蒸気を供給するための蒸気噴出ノズル４１を収容する。この蒸気噴出ノズル４１を挟んで上流側および下流側には上流側底壁２６ａ、下流側底壁２６ｂからなる底壁２６が設けられる。蒸気噴出ノズル４１は、噴出口４１ａがトンネル通路２１の底壁２６を貫通して、過熱水蒸気をトンネル通路２１内に矢印Ａで示すように搬送ベルト１１の下方から斜め上方へ噴き込むように構成される。蒸気噴出ノズル４１の噴出口４１ａはトンネル通路２１内を走行する搬送ベルト１１の全幅にわたって均等に過熱水蒸気を噴き出すためにトンネル通路２１の横幅と等しい長さに形成された蒸気噴出ノズル４１のほぼ全長に亘って開口したスリットを有する（図２参照）。
トンネル通路２１の天井壁２４の内側面には、蒸気噴出ノズル４１と蒸気噴出方向に対向して噴出された過熱水蒸気が当たる箇所にトンネル通路２１内に噴出された過熱水蒸気をトンネル通路２１の上流および下流の２方向へ分流させるための凹所２４ａが設けられる。この凹所２４ａは、ここでは弧状に形成されているが、図３（ａ）に示すよう３角形状であってもよい。また、天井壁２４は、図３（ｂ）に示すように薄板の板金を折り曲げあるいは溶接等により断面が３角形状に形成するようにしてもよいし、図３（ｃ）に示すように４角形状に形成するようにしてもよい。凹所２４ａの形状は、当たった過熱水蒸気が上流側と下流側の２つに分離されるような形状であれば、どのような形状でもよい。
【００３３】
また、トンネル通路２１の底壁２６の両端部のトンネル通路２１の入口２２および出口２３付近にこれを貫通する吸気口２５ａ、２５ｂを設け、筐体２０の下方に、両端をこれらの吸気口２５ａ，２５ｂにそれぞれ連通結合した吸引ダクト７１を設けている。さらに、トンネル通路２１の出口２３には外気の吸い込みを抑制するために、出口２３の一部を塞ぐシャッタ板２７を設けている。このシャッタ板は入口２２に設けても有効である。
吸引ダクト７１の中央部に排気ヘッダ７２を設け、この排気ヘッダ７２に吸引ファン７４を備えた排気ダクト７３を結合している。吸引ダクト７１とトンネル通路２１の底壁２５との間の空間に断熱材を充填して断熱室６２を構成し、これによってトンネル通路２１の下部を外気から断熱する。トンネル通路２１の底壁２５の外側面にトンネル通路２１を予備加熱するための電気ヒータ５２が貼り付けられている。なお、この実施の形態では中空空間を有する断熱室６２としているが、これに代えてトンネル通路２１の下部に断熱材のみを設けるようにしても良い。
【００３４】
次に、このように構成された熱処理装置により搬送ベルト１１を洗浄・殺菌するための加熱処理について説明する。
【００３５】
特に、食品加工に使用される食品搬送用ベルトコンベア１は、メッシュ状または梯子状の金属ベルトで構成された搬送ベルト１上に食品を直載して搬送するので、搬送ベルトを清潔な衛生状態に保つために、加工開始前または加工終了後に、ベルトコンベア１を空運転し、搬送ベルト１１を熱処理装置２のトンネル通路２１の中を走行させることにより、高温の過熱水蒸気により加熱して洗浄・殺菌処理を行う。
【００３６】
このような洗浄・殺菌のための加熱処理を開始する前に、熱処理装置２の電気ヒータ５１，５２により搬送ベルト１１の通されたトンネル通路２１内の予熱を行うが、この電気ヒータ５１は、断熱室６１，６２内に、トンネル通路２１の天井壁２４および底壁２５に貼り付けて配置されるため、効率よくトンネル通路２１内の予熱を行うことができ、トンネル通路２１内の温度を短時間で所定の温度まで昇温することができる。
【００３７】
このような電気ヒータ５１，５２による予熱によってトンネル通路２１内の温度が所定の供給される過熱水蒸気の温度付近まで高められたところで、蒸気噴出ノズル４１から１５０〜５００℃の高温に加熱された過熱水蒸気をトンネル通路２１内に噴き込んで、トンネル通路２１内の温度を洗浄・殺菌に必要な温度まで高める。過熱水蒸気の噴き込みと同時に吸引ファン７４の運転を開始する。
【００３８】
過熱水蒸気によってトンネル通路２１内の温度が洗浄・殺菌に必要な温度まで高められたところで、食品搬送用ベルトコンベア１を空の状態で運転し、搬送ベルト１１が熱処理装置２のトンネル通路２１内を連続的に走行する過程でトンネル通路２１内に充満たされた高温の過熱水蒸気に曝されて洗浄・殺菌処理される。
【００３９】
また、この発明の熱処理装置２においては、トンネル通路２１内に蒸気噴出ノズル４１から噴出される過熱水蒸気は、図１に矢印Ａで示すようにトンネル通路２１内の搬送ベルト１１の下方から斜め上方へ噴き込まれる。ここではトンネル通路２１の下流側から上流側へ向かって噴き込まれているが、上流側から下流側へ向かって噴き込むようにすることもできる。
【００４０】
外気温度におかれた搬送ベルト１１が外部からトンネル通路内に進入すると搬送ベルト１１の温度が低いため、トンネル通路内の水蒸気が凝縮して凝縮水として搬送ベルト１１の表面に付着するが、過熱水蒸気を搬送ベルトの下方から斜め上方へ噴き込んでいるため、搬送ベルト１１に噴き付けられた過熱水蒸気により、搬送ベルトの表面に付着した凝縮水が容易に吹き飛ばされ、搬送ベルトから剥離して飛散させることができる。このため、搬送ベルト１１が蒸気噴出ノズル４１から噴出される過熱水蒸気の中を横断するとき、搬送ベルト１１の表面に付着した凝縮水が飛散して除去され、トンネル通路２１の出口２３から出た搬送ベルト１１は、水分の付着がなく乾燥状態となる。
【００４１】
ここで、図４に示すようにトンネル通路２１を形成する上流側底壁２６ａを排気ダクト２５ａへ向けて水平面から所定角度θだけ傾斜させておくと、蒸気噴出ノズル４１から噴出される過熱水蒸気により飛散され上流側底壁２６ａに落下した凝縮水が排気ダクト２５ａを介してスムーズに排出されることになる。一般的に上流側底壁２６ａの表面が鏡面であれば、重力により凝縮水が落下する角度は４°であるので、上流側底壁２６ａの表面に凹凸やキズ等があることを考慮すると角度θは、４°以上が好ましい。なお、図４では、上流側底壁２６ａのみを傾斜させるようにしているが、下流側底壁２６ｂも同様に傾斜させるようにしてもよい。
【００４２】
したがって、熱処理装置２を通過して熱処理された搬送ベルト１１は洗浄・殺菌されるとともに水分が除去乾燥されているのでトンネル通路２１から外へ出た搬送ベルト１１によって室内が加湿されることがないので、室内の衛生状態を高く保つことができる。
【００４３】
また、蒸気噴出ノズル４１からトンネル通路２１内に搬送ベルト１１の下方から斜め上方に噴き込まれた矢印Ａで示す過熱水蒸気が、搬送ベルト１１を通過してトンネル通路の天井壁２４の内側面に設けられた凹所２４ａに当る。ここで過熱水蒸気がトンネル通路の走行方向の上流側および下流側の２方向に良好に分流され、トンネル通路２１内全体に拡散される。これにより、トンネル通路２１内には矢印Ｂで示すような蒸気の循環流が生じ、トンネル通路２１内全体はほぼ均等に過熱水蒸気で満たされ、全体の温度がほぼ均一にされる。
【００４４】
トンネル通路２１内に搬送ベルト１１の下方から斜め上方へ噴き込まれた過熱水蒸気が衝突するトンネル通路２１の天井壁面が平坦面であると、過熱水蒸気は噴き込まれた方向に天井壁の内側面に沿って上流側または下流側の一方向にだけ流れるため、トンネル通路２１内の過熱水蒸気の分布が不均一となる。
【００４５】
しかし、この発明では、トンネル通路２１内に噴き込まれた過熱水蒸気の天井壁２４に当たる部分に凹所２４ａを設けているので、この凹所２４ａで過熱水蒸気が、上流側および下流側の２方向に分流されてトンネル通路２１内の全体に拡散されるため、トンネル通路２１内全体に過熱水蒸気がほぼ均一に分布することができる。
蒸気噴出ノズル４１を複数個設け、トンネル通路２１に沿って適宜の間隔で配置するようにすれば、トンネル通路２１内の過熱水蒸気の分布をより均等にすることができる。
【００４６】
トンネル通路２１内に噴き込まれた過熱水蒸気により、トンネル通路２１内の内圧が大気圧より高い圧力に高められ、トンネル通路２１の搬送ベルト１１の出入りする入口２２および出口２３からトンネル通路内への外気の侵入が抑制されるので、出入口２２、２３付近の蒸気濃度を高く維持することができ、この付近で凝縮水が発生するのを防止することができる。
【００４７】
また、排気ダクト７３に設けた吸引ファン７４の吸引作用によりトンネル通路２１の両端の入口２２および出口２３付近の吸気口２５ａおよび２５ｂに両端を結合した吸引ダクト７１を通してトンネル通路２１内の余剰の水蒸気が、入口２２および出口２３から侵入する外気（点線矢印）とともに吸引され、排気ヘッダ７２および排気ダクト７３を通して外部へ排出される。これによっても、外気がトンネル通路２１の奥まで侵入するのが抑制される。そして外気とともに吸引された余剰の水蒸気は、排気ダクト７３の先端に接続された図示しない水蒸気を冷却して凝縮する凝縮装置により水に戻して回収される。
【００４８】
このような余剰水蒸気の吸引は、トンネル通路２１の入口２２および出口２３から水蒸気がトンネル通路外へ流出しないようにするために行うものであり、実施例の装置では、吸気ダクト７１に回転ダンパー７１ａおよび７１ｂを設け、このダンパーの開度の調節により、吸引する排気流量を調整できるようにしている。吸引する排気流量が少ないと排気の温度が高くなり、吸引ファン３５の前段に排気を冷却して水蒸気を除去するための凝縮器が必要となる場合がある。
【００４９】
図１および図２に示すようにトンネル通路２１の過熱水蒸気の一部を吸引して排気する吸引ダクト７１は、トンネル通路２１の両端の吸気口２５ａ、２５ｂからトンネル通路２１内の過熱水蒸気および外気をこれより下方に吸引するように、トンネル通路２１の下方に配設されている。このように、吸気口２５ａ，２５ｂから下方に過熱水蒸気および外気を吸引すると、排気口２５ａおよび２５ｂ付近において、外気より高温で密度の低い過熱水蒸気に吸引を妨げる方向の上昇力が働くため、吸気ダクト７１における過熱水蒸気による煙突効果が抑制されるようになる。
【００５０】
通常は、トンネル通路２１の両端の吸気口２５ａおよび２５ｂからの吸気量が等しく平衡するように設定されているが、何らかの原因、例えば、図１に図示するように、トンネル通路２１の出口２３に向けて横風Ｗが吹き込むことにより平衡が崩れ、一方の入口２２側の排気口２５ａからの水蒸気の吸気量が大きくなり他方の出口２３側の排気口２５ｂからの水蒸気の吸気量が小さくなるような偏りが生じることがある。
【００５１】
このように、両端の排気口２５ａおよび２５ｂにおける水蒸気の吸気量に偏りが生じた場合、この発明の装置においては、前記したように過熱水蒸気が煙突効果を抑制するように作用するため、水蒸気の吸気量の大きくなった側の排気口においては、過熱水蒸気の量が増大することによって、吸気作用が抑制され、水蒸気の吸気量の小さくなった側の排気口においては、過熱水蒸気の量が減少することによって、吸気作用が増大されるようになる。これにより、トンネル通路２１の両端の排気口２５ａおよび２５ｂの水蒸気の吸気量が平衡に戻され過熱水蒸気の排気量の偏りが解消される。
【００５２】
この発明においては、トンネル通路２１内に搬送ベルト１１下方から斜め上方、特に、トンネル通路２１の下流側から上流側へ斜め上方へ過熱水蒸気を噴き込んで、トンネル通路２１の天井壁２４に設けた、図１に示すような弧状または図３に示すような３角状の凹所２４ａに当てることにより、過熱水蒸気をトンネル通路２１の下流側と上流側へ均等に分流させることができるので、トンネル通路２１内の温度は、入口２２および出口２３付近を除いてほぼ均等な温度分布とすることができる。外部から横風の吹き込むトンネル通路２１の出口２３側では、外気が吹き込む関係で温度は、入口２２側に比べて変動するが、温度の低下は入口２２側とほとんど同じで差がなく、横風の影響をほとんど受けることはない。これは、出口２３から横風により吹き込まれた外気により排気口２５ｂから吸引される水蒸気の吸気量を減少させようとする作用が排気口２５ａと排気口２５ｂでの煙突効果によるバランス回復作用によって抑えられることと、横風によって吹き込まれた外気がトンネル通路２１の奥まで到達せず出口２３の近傍で排気口２５ｂから吸気ダクト７１に吸引されることによるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１：ベルトコンベア、１１：搬送ベルト、１２：駆動ローラ、２：熱処理装置、２０：筒状筐体、２１：トンネル通路、２２：入口、２３：出口、２５ａ，２５ｂ：排気口、４１〜４３：蒸気噴出ノズル、４１ａ〜４３ａ：噴出口、６１，６２：断熱室。７１：吸引ダクト、７２：排気ヘッダ、７３：排気ダクト、７４：吸引ファン、Ｗ：横風。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、過熱水蒸気により搬送ベルトあるいはこの搬送ベルトによって搬送される物品等の被処理物を加熱して、殺菌、洗浄、乾燥等を行う過熱水蒸気による熱処理装置に関するものである。例えば、食品の製造、加工工程においては、連続的に搬送される食品またはこの食品を搬送するコンベア装置の搬送ベルトを殺菌、洗浄、乾燥等のために過熱水蒸気による熱処理装置が用いられる。また、グラビア印刷品やその他の工業製品等の乾燥のためにも、過熱水蒸気による熱処理装置が用いられる。
【背景技術】
【０００２】
食品の製造加工を行う場合、食品の安全性を高めるために、食品自身または、この食品を搬送するコンベア装置などの製造設備を入念に殺菌・洗浄することが求められている。このような食品やその製造設備等の殺菌・洗浄するための手段として過熱水蒸気を利用すると、処理時間の短縮や、処理装置の小形化といったメリットがあり、従来から過熱水蒸気による熱処理方法または装置が多く提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、食品の加熱処理を連続的に行うために、食品を搭載して搬送する搬送ベルトを通すトンネルを設け、このトンネル内にノズルから水蒸気を注入、充満し、この充満された水蒸気に赤外線を照射して加熱することにより過熱水蒸気雰囲気を生成し、この過熱水蒸気により食品等を加熱処理するようにした熱処理装置が示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、食肉搬送ラインにおいて、水蒸気を電磁誘導加熱装置により加熱して１００℃以上の過熱水蒸気を発生し、この過熱水蒸気をノズルにより搬送設備の搬送ベルトに噴出して、洗浄・殺菌を行う洗浄殺菌装置が記載されている。
【０００５】
さらに、搬送装置等の加熱・殺菌処理に使用された水蒸気は最終的に装置の外部へ排出されなければならないが、その方法としては、特許文献３に示されるように、トンネルを構成する筐体より外部へ漏洩する水蒸気を別の筐体で受ける方法がある。また、特許文献４に示されるように、処理装置におけるトンネルの入口および出口から漏れる水蒸気を回収するために吸引ブロアを設け、この吸引ブロアにより入口側および出口側フードを介し
てトンネルの入口および出口から漏洩する水蒸気を吸引することが行われている。
【０００６】
このような水蒸気を回収する従来技術においては、水蒸気を排気するための排気口は、コンベアベルトの通過する開口部を利用するか、トンネルを構成する筐体の上部に設けられている。
【０００７】
水蒸気は空気より軽く自然対流によって上方へ流れるため、排気口を上方に設けることは合理的であり、本件出願人もすでに、排気口および排気流路を搬送ベルトの搬送面より上側に設けた、図５に示すような過熱水蒸気による熱処理装置を提案している（特許文献５参照）。
【０００８】
この図５に示す従来の熱処理装置は、筒状筐体２０によって構成された搬送ベルト１１の走行するトンネル通路２１内に水蒸気噴出ノズル４１から過熱水蒸気を供給して、搬送ベルトにより搬送される食品等の被処理物または搬送ベルト自身を加熱処理して、洗浄・殺菌等を行うものである。搬送ベルト１１は駆動ローラ１２によって駆動される。
【０００９】
トンネル通路２１を構成する筒状筐体２０の両端のトンネル通路入口２２および出口２３の付近に、トンネル通路２１内の水蒸気とともに外部から侵入する外気を上方へ吸引する１対の吸引ダクト３１，３２の一端をそれぞれ結合し、この１対の吸引ダクト３１，３２の他端に、このダクトで吸引された水蒸気および外気を吸引ファン３５により吸引して外部へ排気する排気ダクト３４を結合している。
【００１０】
このような熱処理装置においては、吸引ダクト３１，３２により搬送ベルト１１の出入するトンネル通路２１の両端の入口２２および出口２３から侵入する外部の空気とともにトンネル通路２１内の余剰の水蒸気が吸引され、排気ダクト３４を通して外部へ排出される。搬送ベルト１１の出入口を構成する開口部は左右に２箇所あるので、吸引ダクトも左右にそれぞれ設けられ、筒状筐体２０の上方に配設される。
【００１１】
吸引ダクト３１，３２および排気ダクト３４で構成された排気通路は、空気より軽い高温の水蒸気が通過するため、煙突の排気原理によってトンネル通路２１の出入口２２，２３を構成する開口部から外気を吸引する効果があり、その強さは、排気通路を流れる気体の密度が低いほど大きくなる。
【００１２】
このような排気通路の煙突効果等によりトンネル通路の出入口で排気通路を構成する吸引ダクトによって外気が良好に吸引されることにより、トンネル通路内への外気の侵入が抑制されるため、トンネル通路内の温度低下を防止することができるとともにトンネル通路内の温度分布の均一性を高めることができる。
【００１３】
しかしながら、前記の従来の過熱水蒸気による熱処理装置においては、搬送ベルトより上方へ外気を吸引し、排気するように排気通路が設けられているため次のような問題がある。
【００１４】
すなわち、何らかの原因により水蒸気の排気量が左右何れかの排気通路で偏りが生じると、水蒸気の流量が多くなった側の排気通路では気体密度が低くなり、煙突効果が高くなるため、一層排気量が大きくなる。一方、水蒸気の量が減少した側の排気通路では、気体密度が高くなり煙突効果が低下するため、排気量が一層低下する。このため、水蒸気の排気量の偏りがさらに増大されることになる。
【００１５】
また、排気量の少なくなった側のトンネル通路の出入口部では、水蒸気の排気量が減少するため、外気の流入を抑えることができなくなることにより、トンネル通路内の温度が低下するという問題が生じる。
【００１６】
そして排気通路を細くして排気通路の通流抵抗を大きくすれば、排気量の偏りを抑制することができるが、同じ排気量に対して大きな容量の吸引ファンなどの排気装置が必要となるため、装置のコストが増大する問題が生じる。
【００１７】
熱処理装置の設置された建屋内の空調設備等から熱処理装置に横風が吹き付けられるような状況では、無風状態の時より水蒸気の排気量が片側の排気通路に偏る現象が発生しやすくなる。すなわち、横風の吹き付ける側の出入口の開口部では、外気の流入が増大する代わりに水蒸気の排気量が少なくなるため、加熱空間であるトンネル通路内の温度が横風の吹き込む側の入口または出口付近で低下し、均一な温度分布を維持することができなくなる。
【００１８】
このような問題点を解決するために、図６に示すように、搬送ベルト１１および被処理物の走行する両端の開口したトンネル通路２１内に過熱水蒸気を供給して前記被処理物の加熱処理を行うものにおいて、過熱水蒸気を、トンネル通路２１内にこの中を走行する搬送ベルト１１の上方から垂直に噴き込み、前記トンネル通路２１を構成する中空筐体の両端の開口部２２、２３付近に、前記トンネル通路２１内の水蒸気および外部からトンネル通路２１内に侵入する外気をこのトンネル通路２１より下方へ吸引して、外部へ排気する吸気ダクト７１および排気ダクト７３を結合した構成の装置がこの出願の出願人によって特願２００９−１３３３２８号として提案されている。
【００１９】
この装置によれば、搬送ベルト１１の出入するトンネル通路２１の左右両端の開口部２２、２３から水蒸気が漏出するのを防止するとともに、横風が吹き付けてもトンネル通路内の温度分布の変動を抑え均一に保つことができる。
【００２０】
しかし、このような従来装置においても次のような問題がある。
すなわち、トンネル通路２１内を走行する搬送装置の搬送ベルト１１の熱容量が大きい場合、搬送ベルト１１がトンネル通路２１内へ外部から進入した時、トンネル通路内の水蒸気が凝縮して搬送ベルト１１に付着することがある。この搬送ベルト１１に付着した凝縮水がトンネル通路内を走行通過する過程で除去されず搬送ベルト１１に付着したまま、トンネル通路２１の外側へ搬出されると、トンネル通路２１外の室内で蒸発して、室内の湿度を高めるという問題が生じる。
このような湿度上昇は、特に食品製造工場においては、食品の品質の低下を招くことになるので、極力避ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平０６−１５３８８１号公報
【特許文献２】特開平１１−３４６６４５号公報
【特許文献３】特開２００２‐１９９９８６号公報
【特許文献４】特開２００４‐０４１０９８号公報
【特許文献５】特開２００９−２０１５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
この発明は、前記のような従来装置における問題点を解決するため、過熱水蒸気の充満された中空筐体内のトンネル通路内を走行する搬送ベルトに凝縮水が付着したまま、トンネル通路外へ出ることがないように、トンネル通路内で十分に乾燥することのできる過熱水蒸気による熱処理装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
中空筐体により構成されたトンネル通路内に連続的に搬送される搬送ベルトを走行させ、このトンネル通路内に過熱水蒸気を供給して搬送ベルト、またはこの搬送ベルトにより搬送される搬送物を連続的に加熱処理するものにおいて、前記トンネル通路内を走行する搬送ベルトの下方より斜め上方に向かってこのトンネル通路内に過熱水蒸気を噴出する蒸気噴出ノズルを設け、前記トンネル通路を構成する中空筐体の両端の開口部付近に、前記トンネル通路内の水蒸気および外部からトンネル通路内に侵入する外気をこのトンネル通路より下方へ吸引して、外部へ排気する排気ダクトを結合したことを特徴とするものである。
【００２４】
この発明においては、前記トンネル通路を構成する筒状筐体の天井壁の内側面の前記蒸気噴出ノズルと蒸気噴出方向に対向する位置に過熱水蒸気を前記トンネル通路の上流および下流方向へ分流させるための凹面を設けるのがよい。
【００２５】
また、この発明においては、前記中空筐体の両端の開口部付近に、結合した排気ダクトにダンパーを設け、このダンパーの開度を調整して排気温度を調節するようにすることができる。
さらに、この発明においては、前記筒状筐体のトンネル通路出口側に外気の進入を抑制するシャッタを設けてもよい。
また、この発明においては、前記トンネル通路を形成する底壁を前記中空筐体の開口部へ向けて傾斜させてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、搬送ベルトおよび搬送ベルトより搬送される搬送物の走行するトンネル通路両端の開口したトンネル通路内に筒状筐体の外側に設けた蒸気噴出ノズルから、過熱水蒸気がトンネル通路内を走行する搬送ベルトの下方より斜め上方へ向かって供給されるため、搬送ベルト等の表面に付着した凝縮水が、蒸気噴出ノズルから搬送ベルトの下方から斜め上方に噴出された過熱水蒸気の噴射圧力により搬送ベルト等から吹き飛ばされて剥離し、落下した凝縮水が排気ダクトを介して排出されるため、搬送ベルト等に付着した凝縮水が除去され、搬送ベルト等は乾燥された状態でトンネル通路外に搬出されることになり、熱処理装置の設置された室内が凝縮水で加湿されることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施例の熱処理装置の構成を示す正面断面図。
【図２】図１のII−II線の縦断面図。
【図３】この発明のトンネル通路の天井壁に設ける凹部の変形例を示す部分的な縦断面図。
【図４】この発明の他の実施例の熱処理装置の構成を示す部分的な正面断面図。
【図５】従来の熱処理装置の構成を示す正面断面図。
【図６】他の従来の熱処理装置の構成を示す正面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
この発明の実施の形態を、図に示す実施例について説明する。
【００２９】
図１および図２はこの発明の実施例を示すものであり、図５および図６に示す従来装置と同一の機能を有する構成要素は同一の符号を付して示す。
【００３０】
図１および図２において、１は食品等を搬送するベルトコンベアであり、搬送ベルト１１とこれを駆動する駆動ローラ１２を備える。搬送ベルト１１は、メッシュ状または梯子状の上下方向に通気可能なベルトで構成される。２は熱処理装置であり、内部が中空の筒状筐体２０を備える。ここで、この実施の形態では、断面形状が四角形の筒状筐体２０を例に挙げて説明するが、筒状筐体２０の断面形状は円形または多角形としてもよい。
【００３１】
この筒状筐体２０は、耐熱性の金属板により構成され、内部に搬送ベルト１１を走行させるために、左右の両端に入口２２および出口２３となる開口部を備えたトンネル通路２１を形成する。筒状筐体２０は、さらにトンネル通路２１の上部に断熱材を充填して構成された断熱室６１を備える。この断熱室６１はトンネル通路２１の上部を外気から断熱するものである。トンネル通路２１の天井壁２４の外側面にトンネル通路２１を予備加熱するための電気ヒータ５１が貼り付けられている。
【００３２】
トンネル通路２１の下部に断熱材を充填して構成された断熱室６２が設けられる。この断熱室６２内にトンネル通路２内に過熱水蒸気を供給するための蒸気噴出ノズル４１を収容する。この蒸気噴出ノズル４１を挟んで上流側および下流側には上流側底壁２６ａ、下流側底壁２６ｂからなる底壁２６が設けられる。蒸気噴出ノズル４１は、噴出口４１ａがトンネル通路２１の底壁２６を貫通して、過熱水蒸気をトンネル通路２１内に矢印Ａで示すように搬送ベルト１１の下方から斜め上方へ噴き込むように構成される。蒸気噴出ノズル４１の噴出口４１ａはトンネル通路２１内を走行する搬送ベルト１１の全幅にわたって均等に過熱水蒸気を噴き出すためにトンネル通路２１の横幅と等しい長さに形成された蒸気噴出ノズル４１のほぼ全長に亘って開口したスリットを有する（図２参照）。
トンネル通路２１の天井壁２４の内側面には、蒸気噴出ノズル４１と蒸気噴出方向に対向して噴出された過熱水蒸気が当たる箇所にトンネル通路２１内に噴出された過熱水蒸気をトンネル通路２１の上流および下流の２方向へ分流させるための凹所２４ａが設けられる。この凹所２４ａは、ここでは弧状に形成されているが、図３（ａ）に示すよう３角形状であってもよい。また、天井壁２４は、図３（ｂ）に示すように薄板の板金を折り曲げあるいは溶接等により断面が３角形状に形成するようにしてもよいし、図３（ｃ）に示すように４角形状に形成するようにしてもよい。凹所２４ａの形状は、当たった過熱水蒸気が上流側と下流側の２つに分離されるような形状であれば、どのような形状でもよい。
【００３３】
また、トンネル通路２１の底壁２６の両端部のトンネル通路２１の入口２２および出口２３付近にこれを貫通する吸気口２５ａ、２５ｂを設け、筐体２０の下方に、両端をこれらの吸気口２５ａ，２５ｂにそれぞれ連通結合した吸引ダクト７１を設けている。さらに、トンネル通路２１の出口２３には外気の吸い込みを抑制するために、出口２３の一部を塞ぐシャッタ板２７を設けている。このシャッタ板は入口２２に設けても有効である。
吸引ダクト７１の中央部に排気ヘッダ７２を設け、この排気ヘッダ７２に吸引ファン７４を備えた排気ダクト７３を結合している。吸引ダクト７１とトンネル通路２１の底壁２５との間の空間に断熱材を充填して断熱室６２を構成し、これによってトンネル通路２１の下部を外気から断熱する。トンネル通路２１の底壁２５の外側面にトンネル通路２１を予備加熱するための電気ヒータ５２が貼り付けられている。なお、この実施の形態では中空空間を有する断熱室６２としているが、これに代えてトンネル通路２１の下部に断熱材のみを設けるようにしても良い。
【００３４】
次に、このように構成された熱処理装置により搬送ベルト１１を洗浄・殺菌するための加熱処理について説明する。
【００３５】
特に、食品加工に使用される食品搬送用ベルトコンベア１は、メッシュ状または梯子状の金属ベルトで構成された搬送ベルト１上に食品を直載して搬送するので、搬送ベルトを清潔な衛生状態に保つために、加工開始前または加工終了後に、ベルトコンベア１を空運転し、搬送ベルト１１を熱処理装置２のトンネル通路２１の中を走行させることにより、高温の過熱水蒸気により加熱して洗浄・殺菌処理を行う。
【００３６】
このような洗浄・殺菌のための加熱処理を開始する前に、熱処理装置２の電気ヒータ５１，５２により搬送ベルト１１の通されたトンネル通路２１内の予熱を行うが、この電気ヒータ５１は、断熱室６１，６２内に、トンネル通路２１の天井壁２４および底壁２５に貼り付けて配置されるため、効率よくトンネル通路２１内の予熱を行うことができ、トンネル通路２１内の温度を短時間で所定の温度まで昇温することができる。
【００３７】
このような電気ヒータ５１，５２による予熱によってトンネル通路２１内の温度が所定の供給される過熱水蒸気の温度付近まで高められたところで、蒸気噴出ノズル４１から１５０〜５００℃の高温に加熱された過熱水蒸気をトンネル通路２１内に噴き込んで、トンネル通路２１内の温度を洗浄・殺菌に必要な温度まで高める。過熱水蒸気の噴き込みと同時に吸引ファン７４の運転を開始する。
【００３８】
過熱水蒸気によってトンネル通路２１内の温度が洗浄・殺菌に必要な温度まで高められたところで、食品搬送用ベルトコンベア１を空の状態で運転し、搬送ベルト１１が熱処理装置２のトンネル通路２１内を連続的に走行する過程でトンネル通路２１内に充満たされた高温の過熱水蒸気に曝されて洗浄・殺菌処理される。
【００３９】
また、この発明の熱処理装置２においては、トンネル通路２１内に蒸気噴出ノズル４１から噴出される過熱水蒸気は、図１に矢印Ａで示すようにトンネル通路２１内の搬送ベルト１１の下方から斜め上方へ噴き込まれる。ここではトンネル通路２１の下流側から上流側へ向かって噴き込まれているが、上流側から下流側へ向かって噴き込むようにすることもできる。
【００４０】
外気温度におかれた搬送ベルト１１が外部からトンネル通路内に進入すると搬送ベルト１１の温度が低いため、トンネル通路内の水蒸気が凝縮して凝縮水として搬送ベルト１１の表面に付着するが、過熱水蒸気を搬送ベルトの下方から斜め上方へ噴き込んでいるため、搬送ベルト１１に噴き付けられた過熱水蒸気により、搬送ベルトの表面に付着した凝縮水が容易に吹き飛ばされ、搬送ベルトから剥離して飛散させることができる。このため、搬送ベルト１１が蒸気噴出ノズル４１から噴出される過熱水蒸気の中を横断するとき、搬送ベルト１１の表面に付着した凝縮水が飛散して除去され、トンネル通路２１の出口２３から出た搬送ベルト１１は、水分の付着がなく乾燥状態となる。
【００４１】
ここで、図４に示すようにトンネル通路２１を形成する上流側底壁２６ａを排気ダクト２５ａへ向けて水平面から所定角度θだけ傾斜させておくと、蒸気噴出ノズル４１から噴出される過熱水蒸気により飛散され上流側底壁２６ａに落下した凝縮水が排気ダクト２５ａを介してスムーズに排出されることになる。一般的に上流側底壁２６ａの表面が鏡面であれば、重力により凝縮水が落下する角度は４°であるので、上流側底壁２６ａの表面に凹凸やキズ等があることを考慮すると角度θは、４°以上が好ましい。なお、図４では、上流側底壁２６ａのみを傾斜させるようにしているが、下流側底壁２６ｂも同様に傾斜させるようにしてもよい。
【００４２】
したがって、熱処理装置２を通過して熱処理された搬送ベルト１１は洗浄・殺菌されるとともに水分が除去乾燥されているのでトンネル通路２１から外へ出た搬送ベルト１１によって室内が加湿されることがないので、室内の衛生状態を高く保つことができる。
【００４３】
また、蒸気噴出ノズル４１からトンネル通路２１内に搬送ベルト１１の下方から斜め上方に噴き込まれた矢印Ａで示す過熱水蒸気が、搬送ベルト１１を通過してトンネル通路の天井壁２４の内側面に設けられた凹所２４ａに当る。ここで過熱水蒸気がトンネル通路の走行方向の上流側および下流側の２方向に良好に分流され、トンネル通路２１内全体に拡散される。これにより、トンネル通路２１内には矢印Ｂで示すような蒸気の循環流が生じ、トンネル通路２１内全体はほぼ均等に過熱水蒸気で満たされ、全体の温度がほぼ均一にされる。
【００４４】
トンネル通路２１内に搬送ベルト１１の下方から斜め上方へ噴き込まれた過熱水蒸気が衝突するトンネル通路２１の天井壁面が平坦面であると、過熱水蒸気は噴き込まれた方向に天井壁の内側面に沿って上流側または下流側の一方向にだけ流れるため、トンネル通路２１内の過熱水蒸気の分布が不均一となる。
【００４５】
しかし、この発明では、トンネル通路２１内に噴き込まれた過熱水蒸気の天井壁２４に当たる部分に凹所２４ａを設けているので、この凹所２４ａで過熱水蒸気が、上流側および下流側の２方向に分流されてトンネル通路２１内の全体に拡散されるため、トンネル通路２１内全体に過熱水蒸気がほぼ均一に分布することができる。
蒸気噴出ノズル４１を複数個設け、トンネル通路２１に沿って適宜の間隔で配置するようにすれば、トンネル通路２１内の過熱水蒸気の分布をより均等にすることができる。
【００４６】
トンネル通路２１内に噴き込まれた過熱水蒸気により、トンネル通路２１内の内圧が大気圧より高い圧力に高められ、トンネル通路２１の搬送ベルト１１の出入りする入口２２および出口２３からトンネル通路内への外気の侵入が抑制されるので、出入口２２、２３付近の蒸気濃度を高く維持することができ、この付近で凝縮水が発生するのを防止することができる。
【００４７】
また、排気ダクト７３に設けた吸引ファン７４の吸引作用によりトンネル通路２１の両端の入口２２および出口２３付近の吸気口２５ａおよび２５ｂに両端を結合した吸引ダクト７１を通してトンネル通路２１内の余剰の水蒸気が、入口２２および出口２３から侵入する外気（点線矢印）とともに吸引され、排気ヘッダ７２および排気ダクト７３を通して外部へ排出される。これによっても、外気がトンネル通路２１の奥まで侵入するのが抑制される。そして外気とともに吸引された余剰の水蒸気は、排気ダクト７３の先端に接続された図示しない水蒸気を冷却して凝縮する凝縮装置により水に戻して回収される。
【００４８】
このような余剰水蒸気の吸引は、トンネル通路２１の入口２２および出口２３から水蒸気がトンネル通路外へ流出しないようにするために行うものであり、実施例の装置では、吸気ダクト７１に回転ダンパー７１ａおよび７１ｂを設け、このダンパーの開度の調節により、吸引する排気流量を調整できるようにしている。吸引する排気流量が少ないと排気の温度が高くなり、吸引ファン３５の前段に排気を冷却して水蒸気を除去するための凝縮器が必要となる場合がある。
【００４９】
図１および図２に示すようにトンネル通路２１の過熱水蒸気の一部を吸引して排気する吸引ダクト７１は、トンネル通路２１の両端の吸気口２５ａ、２５ｂからトンネル通路２１内の過熱水蒸気および外気をこれより下方に吸引するように、トンネル通路２１の下方に配設されている。このように、吸気口２５ａ，２５ｂから下方に過熱水蒸気および外気を吸引すると、排気口２５ａおよび２５ｂ付近において、外気より高温で密度の低い過熱水蒸気に吸引を妨げる方向の上昇力が働くため、吸気ダクト７１における過熱水蒸気による煙突効果が抑制されるようになる。
【００５０】
通常は、トンネル通路２１の両端の吸気口２５ａおよび２５ｂからの吸気量が等しく平衡するように設定されているが、何らかの原因、例えば、図１に図示するように、トンネル通路２１の出口２３に向けて横風Ｗが吹き込むことにより平衡が崩れ、一方の入口２２側の排気口２５ａからの水蒸気の吸気量が大きくなり他方の出口２３側の排気口２５ｂからの水蒸気の吸気量が小さくなるような偏りが生じることがある。
【００５１】
このように、両端の排気口２５ａおよび２５ｂにおける水蒸気の吸気量に偏りが生じた場合、この発明の装置においては、前記したように過熱水蒸気が煙突効果を抑制するように作用するため、水蒸気の吸気量の大きくなった側の排気口においては、過熱水蒸気の量が増大することによって、吸気作用が抑制され、水蒸気の吸気量の小さくなった側の排気口においては、過熱水蒸気の量が減少することによって、吸気作用が増大されるようになる。これにより、トンネル通路２１の両端の排気口２５ａおよび２５ｂの水蒸気の吸気量が平衡に戻され過熱水蒸気の排気量の偏りが解消される。
【００５２】
この発明においては、トンネル通路２１内に搬送ベルト１１下方から斜め上方、特に、トンネル通路２１の下流側から上流側へ斜め上方へ過熱水蒸気を噴き込んで、トンネル通路２１の天井壁２４に設けた、図１に示すような弧状または図３に示すような３角状の凹所２４ａに当てることにより、過熱水蒸気をトンネル通路２１の下流側と上流側へ均等に分流させることができるので、トンネル通路２１内の温度は、入口２２および出口２３付近を除いてほぼ均等な温度分布とすることができる。外部から横風の吹き込むトンネル通路２１の出口２３側では、外気が吹き込む関係で温度は、入口２２側に比べて変動するが、温度の低下は入口２２側とほとんど同じで差がなく、横風の影響をほとんど受けることはない。これは、出口２３から横風により吹き込まれた外気により排気口２５ｂから吸引される水蒸気の吸気量を減少させようとする作用が排気口２５ａと排気口２５ｂでの煙突効果によるバランス回復作用によって抑えられることと、横風によって吹き込まれた外気がトンネル通路２１の奥まで到達せず出口２３の近傍で排気口２５ｂから吸気ダクト７１に吸引されることによるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１：ベルトコンベア、１１：搬送ベルト、１２：駆動ローラ、２：熱処理装置、２０：筒状筐体、２１：トンネル通路、２２：入口、２３：出口、２５ａ，２５ｂ：排気口、４１〜４３：蒸気噴出ノズル、４１ａ〜４３ａ：噴出口、６１，６２：断熱室。７１：吸引ダクト、７２：排気ヘッダ、７３：排気ダクト、７４：吸引ファン、Ｗ：横風。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空筐体により構成されたトンネル通路内に連続的に搬送される搬送ベルトを走行させ、このトンネル通路内に過熱水蒸気を供給して搬送ベルト、またはこの搬送ベルトにより搬送される搬送物を連続的に加熱処理するものにおいて、前記トンネル通路内を走行する搬送ベルトの下方より斜め上方に向かってこのトンネル通路内に過熱水蒸気を噴出する蒸気噴出ノズルを設け、前記トンネル通路を構成する中空筐体の両端の開口部付近に、前記トンネル通路内の水蒸気および外部からトンネル通路内に侵入する外気をこのトンネル通路より下方へ吸引して、外部へ排気する排気ダクトを結合したことを特徴とする過熱水蒸気による熱処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の過熱水蒸気による熱処理装置において、前記トンネル通路を構成する中空筐体の天井壁の内側面の前記蒸気噴出ノズルと蒸気噴出し方向に対向する位置に過熱水蒸気を前記トンネル通路の上流および下流方向へ分流させるための凹面を設けたことを特徴とする過熱水蒸気による熱処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の過熱水蒸気による熱処理装置において、前記中空筐体の両端の開口部付近に、結合した排気ダクトにダンパーを設け、このダンパーの開度を調整して排気温度を調節するようにしたことを特徴とする過熱水蒸気による熱処理装置。
【請求項４】
請求項１から３の１つに記載の過熱水蒸気による熱処理装置において、前記中空筐体のトンネル通路の出口付近あるいは入口付近の一方または両方にシャッタ板を設けたことを特徴とする過熱水蒸気による熱処理装置。
【請求項５】
請求項１から４の１つに記載の過熱水蒸気による熱処理装置において、前記トンネル通路を形成する底壁を前記中空筐体の開口部へ向けて傾斜させることを特徴とする過熱水蒸気による熱処理装置。
【請求項１】
中空筐体により構成されたトンネル通路内に連続的に搬送される搬送ベルトを走行させ、このトンネル通路内に過熱水蒸気を供給して搬送ベルト、またはこの搬送ベルトにより搬送される搬送物を連続的に加熱処理するものにおいて、前記トンネル通路内を走行する搬送ベルトの下方より斜め上方に向かってこのトンネル通路内に過熱水蒸気を噴出する蒸気噴出ノズルを設け、前記トンネル通路を構成する中空筐体の両端の開口部付近に、前記トンネル通路内の水蒸気および外部からトンネル通路内に侵入する外気をこのトンネル通路より下方へ吸引して、外部へ排気する排気ダクトを結合したことを特徴とする過熱水蒸気による熱処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の過熱水蒸気による熱処理装置において、前記トンネル通路を構成する中空筐体の天井壁の内側面の前記蒸気噴出ノズルと蒸気噴出し方向に対向する位置に過熱水蒸気を前記トンネル通路の上流および下流方向へ分流させるための凹面を設けたことを特徴とする過熱水蒸気による熱処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の過熱水蒸気による熱処理装置において、前記中空筐体の両端の開口部付近に、結合した排気ダクトにダンパーを設け、このダンパーの開度を調整して排気温度を調節するようにしたことを特徴とする過熱水蒸気による熱処理装置。
【請求項４】
請求項１から３の１つに記載の過熱水蒸気による熱処理装置において、前記中空筐体のトンネル通路の出口付近あるいは入口付近の一方または両方にシャッタ板を設けたことを特徴とする過熱水蒸気による熱処理装置。
【請求項５】
請求項１から４の１つに記載の過熱水蒸気による熱処理装置において、前記トンネル通路を形成する底壁を前記中空筐体の開口部へ向けて傾斜させることを特徴とする過熱水蒸気による熱処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−７２９４４（Ｐ２０１２−７２９４４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７２７４（Ｐ２０１０−２１７２７４）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]