JP7265256B2

JP7265256B2 - 循環式加熱装置

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Publication number: JP7265256B2
Application number: JP2019124515A
Authority: JP
Inventors: 弘星野
Original assignee: Frontier Engineering Co Ltd
Current assignee: Frontier Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2023-04-26
Anticipated expiration: 2039-07-03
Also published as: JP2021012756A

Description

本発明は、流動物を流路内で循環移動させながら加熱する循環式加熱機に関する。

野菜、果実のジュースやスープ等の液状飲食物から水分を除去する方法としては蒸発濃縮法がある。例えば、特許文献１には、牛乳を加熱濃縮するための濃縮装置が記載されており、この濃縮装置は、密閉状態の空間を形成する外壁部と、牛乳が投入され外壁部の中に配置される貯留部とを有し、貯留部をヒータで加熱するとともに過熱蒸気つまりドライスチームを密閉状態の空間に供給することにより、貯留部内の牛乳を加熱する。加熱により発生した水蒸気を外部に排出することにより牛乳は濃縮される。

特許文献２には蒸気圧縮式の蒸発装置が記載されており、この蒸発装置においては、原液を蒸発させる蒸発器と、発生蒸気を断熱圧縮する圧縮機とを有し、圧縮機により温度と圧力が上昇した加熱蒸気を蒸発器に戻して原液を加熱するための熱源とすると共に、加熱蒸気の冷却により凝縮水を生成するようにしている。

特開２０１７－８５９５６号公報特開２０１５－２０５２４０号公報

液体を加熱して液体に含まれる水分等の液体成分を蒸発させることにより、液体を濃縮する蒸発方式は、水分を凍結させて除去する凍結濃縮法に比して、比較的簡単な設備により、液体を濃縮することができる。

しかしながら、液体を加熱するための熱源としてヒータや蒸気を使用する場合には、熱源から液体への熱伝達により液体を加熱しており、液体の加熱に時間がかかっている。特に、粘度の高い液体の場合には熱伝達に時間がかかり、効率的に加熱処理を行うことができない。このため、熱源の温度を液体に熱伝達させて液体を加熱する蒸発方式においては、液体を蒸発温度まで加熱するには時間がかかり、能率的に液体を加熱することができない。

本発明の目的は、液体を能率的に加熱することができるようにすることにある。

本発明の循環式加熱機は、原液を収容する原液収容タンクに接続された供給配管が下端部に接続され、前記原液収容タンクから供給された原液を加熱流路に搬送しながら原液から蒸発成分を発生させる加熱蒸発管と、前記加熱蒸発管の上端部の原液の液面よりも低い位置に設けられた原液流出口と前記原液収容タンクとの間に接続され、前記加熱蒸発管により加熱された原液を前記原液収容タンクに戻す循環配管と、原液から発生した蒸気を外部に排出する蒸気取出し管と、前記加熱蒸発管に対をなして設けられ、前記加熱流路を流れる原液に電源ユニットからの電流を供給してジュール熱を発生させる電極部材と、を有し、前記電源ユニットは、電圧の相違した出力電圧を出力する複数の給電タップを備えた出力トランスと、複数の前記給電タップのいずれか１つをオンに切り換えて電力を前記電極部材に出力するタップ切換機と、原液を流れる電流がオン状態の給電タップの設定最大電力における最大電流に近づいたら、電流を高めるように出力電圧か低い給電タップに切り換えるように前記タップ切換機を制御するコントローラと、を有し、前記ジュール熱により原液から発生した蒸気成分を前記蒸気取出し管に排出する。

原液収容タンクと加熱蒸発管とを循環配管により接続して原液を原液収容タンクから加熱蒸発管を経て原液収容タンクに戻す循環路を形成し、加熱蒸発管に設けられた電極部材からの電流を原液に供給する。これにより、原液はジュール熱により加熱され、原液の溶媒を蒸発させることができる。出力トランスの複数の給電タップのいずれか１つがタップ切換機によりオンされて電極部材には電力が供給される。原液の温度が高められて原液の濃縮が進むにつれて、原液を流れる電流がオン状態の給電タップの設定最大電力における最大電流に近づいたら、電流を高めるように出力電圧か低い給電タップに切り換えられるので、電源トランスの設定最大電力を有効に利用して、効率的に原液を加熱することができる。

循環式加熱機を示す概略図である。図１に示された循環式加熱機の電源ユニットを示すブロック図である。出力トランスの設定最大電力を出力する電圧と電流との関係を示す特性線図である。（Ａ）は加熱蒸発管の変形例を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。

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。図１に示されるように、循環式加熱機１０は、被加熱原液つまり原液Ｍを収容する原液収容タンク１１と、原液Ｍを加熱して蒸気を発生させる加熱蒸発管１２とを備えており、加熱蒸発管１２には原液Ｍを搬送する加熱流路１３が形成されている。原液収容タンク１１には注入配管１４により原液Ｍが供給される。供給される原液としては、野菜、果実のジュースやスープ等の流動性を有する液状飲食物のように、主として濃縮されて製品化される液状物である。また、特許文献２に記載されるように、廃液を原液としてそれを濃縮する場合にもこの循環式加熱機１０を適用することができる。さらに、生薬や漢方薬を製造するために、天然産物を煎じるためにも、この循環式加熱機１０を使用することができる。

加熱蒸発管１２の下端部には流入口１５が設けられ、原液収容タンク１１の下端部に設けられた吐出口１６と流入口１５との間には供給配管１７が接続されている。供給配管１７にはポンプ１８が設けられており、ポンプ１８により原液収容タンク１１の吐出口１６から吐出された原液Ｍは、供給配管１７により加熱蒸発管１２の流入口１５から加熱流路１３に供給される。

加熱蒸発管１２の上端部には原液流出口２１が設けられ、原液収容タンク１１の循環口２２と原液流出口２１との間には原液Ｍを原液収容タンク１１に返流するための循環配管２３が設けられている。この循環配管２３により、加熱蒸発管１２の加熱流路１３内を上端部にまで流れた原液Ｍは、原液流出口２１から流出して原液収容タンク１１内に戻される。このように、原液収容タンク１１、加熱蒸発管１２、供給配管１７および循環配管２３により、原液収容タンク１１から加熱流路１３を介して原液収容タンク１１に原液Ｍを戻すように原液循環流が形成される。

図１に示される加熱蒸発管１２は、５つのリング状の電極部材２４と、これらの間に配置される円筒部材２５とを有している。電極部材２４はチタンやステンレス等の導体により形成され、円筒部材２５は樹脂等の絶縁部材により形成されている。加熱流路１３内の原液Ｍの流れる方向に隣り合う２つの電極部材２４は対を成しており、加熱蒸発管１２は４対の電極部材２４を有している。下端部の電極部材２４には流入側の継手部２６が取り付けられ、上端部の電極部材２４には流出側の継手部２７が取り付けられている。継手部２６には流入口１５が設けられ、継手部２７には原液流出口２１が設けられている。

それぞれの電極部材２４には、対をなす２つの電極部材２４が逆極性となるように、電源ユニット２８から高周波電流が供給される。加熱蒸発管１２を構成する電極部材２４の数は、５つに限られることなく、複数であれば任意の数とすることができる。また、電極部材２４はリング状に限られず、板状の電極部材とすることができる。なお、図１においては、供給配管１７および循環配管２３は便宜的に線で表されているが、加熱流路１３と同様の内径を有する管状の部材により形成されている。図１においては、加熱蒸発管１２はほぼ垂直方向になって示されているが、加熱蒸発管１２は傾斜させて配置するようにしても良い。

原液収容タンク１１に原液Ｍが収容された状態のもとで、ポンプ１８を駆動すると、原液Ｍは供給配管１７を通って加熱蒸発管１２の流入口１５から加熱流路１３に流入する。加熱流路１３に流入した原液Ｍは、液面Ｓが原液流出口２１よりも高い位置となるように保持され、原液流出口２１から循環配管２３に流入する。これにより、原液Ｍは原液収容タンク１１に戻される。このようにして、加熱流路１３を原液Ｍが循環している状態つまり循環工程のもとで、電源ユニット２８から電極部材２４に電力が供給される。電源ユニット２８は、対をなす２つの電極部材２４の一方に接続される低電位側の共通端子COMと、他方に接続される高電位側の出力端子Ｈiとを有しており、電源ユニット２８からは高周波電流が電極部材対に印加される。対をなす電極部材２４の間の原液Ｍに電流が流れると、原液Ｍにはジュール熱が発生し、ジュール熱により原液Ｍを加熱する発熱工程が実行される。加熱蒸発管１２内の原液Ｍが加熱されると、原液Ｍは原液収容タンク１１に戻されて原液収容タンク１１内を循環するので、原液収容タンク１１内の原液Ｍの温度も高められる。これにより、循環している原液Ｍから溶媒の蒸気成分が発生する。

加熱蒸発管１２内で発生した蒸気成分が原液流出口２１から循環配管２３内に入り込まないように、加熱蒸発管１２内の原液Ｍの液面Ｓよりも低い位置に原液流出口２１が設けられている。さらに、上側部が液面Ｓとほぼ同一かそれよりも高い位置となる屈曲部２９が循環配管２３に設けられており、循環配管２３はその内部に加熱流路１３内の気体が流入しないように水封状態となっている。

循環している原液Ｍから発生した蒸気成分を外部に排出するために、蒸気取出し管３１が原液収容タンク１１の上部に設けられており、原液収容タンク１１内で発生した蒸気成分は蒸気取出し管３１により外部に排出される。さらに、加熱蒸発管１２内で原液Ｍから分離して発生された蒸気成分を外部に排出するために、加熱蒸発管１２の蒸気流出口３２には蒸気取出し管３３が接続されており、この蒸気取出し管３３は蒸気取出し管３１に接続されている。蒸気取出し管３１に吸引ポンプ３４を接続すると、原液Ｍの循環流路内における圧力を大気圧以下に設定することができる。

循環配管２３には、その内部を循環する原液Ｍを外部から目視するために、透明性を有するサイトガラス３５が設けられている。また、供給配管１７内を流れる原液Ｍのサンプルを抽出するために、供給配管１７にはサンプル取出し弁３６が設けられ、循環配管２３の内部を流れる原液Ｍのサンプルを抽出するために、循環配管２３にはサンプル取出し弁３７が設けられている。原液Ｍの溶媒が蒸発されて濃縮作業が終了した後に、原液収容タンク１１内の残渣を外部に排出するために、供給配管１７には三方弁３８が設けられている。ただし、原液収容タンク１１の上面から残渣を排出するようにしても良い。

原液収容タンク１１は保温ジャケット４１により保温されており、保温ジャケット４１内には温水供給管４２から温水が供給され、温水排出管４３から外部に排出される。これにより、保温ジャケット４１内の温水は一定の温度に保持される。

原液Ｍを加熱するために、加熱容器の外側を加熱することなく、ジュール熱により原液Ｍを発熱させて加熱するようにしたので、加熱蒸発管１２の内壁面にスケールが付着することがなく、加熱蒸発管１２の定期的な洗浄処理を容易に行うことができる。

原液Ｍは原液収容タンク１１と加熱蒸発管１２とを循環しており、原液収容タンク１１において発生した蒸気は蒸気取出し管３１により外部に排出され、加熱蒸発管１２において発生した蒸気は蒸気取出し管３３により外部に排出される。このように、原液Ｍを循環させて溶媒成分を蒸発させることにより、液体を濃縮するので、濃縮効率を高めることができる。図１に示されるように、吸引ポンプ３４により加熱流路１３および原液収容タンク１１内を大気圧以下に減圧すると、溶媒成分をより効率的に蒸気させることができ、濃縮効率をより高めることができる。

図２は図１に示された電源ユニットを示すブロック図である。電源ユニット２８は、一次側コイルと二次側コイルとを備えた出力トランス５１とタップ切換機５２とを有している。出力トランス５１の二次側コイルは、低電位側の給電タップＶ0と、出力電圧が相違する複数の高電位側の給電タップＶ1～Ｖ4とを備えている。タップ切換機５２は、出力トランス５１の低電位側の給電タップＶ0に接続される共通端子COMと、全ての高電位側の給電タップＶ1～Ｖ4に接続される高電位側の出力端子Ｈiとを有している。相互に対をなす２種類の電極部材２４のうちの一方に低電位側の共通端子COMを接続し、他方に逆極性の高電位側の出力端子Ｈiを接続すると、出力トランス５１からは、電極対の間の原液Ｍに電流が印加される。電極対に高周波電流を供給するために、商用電源の交流を直流に整流した後にインバータにより、例えば、２０ｋＨｚの高周波に変換される。

タップ切換機５２は、それぞれの給電タップＶ1～Ｖ4を出力端子Ｈiに接続する出力配線に、リレー等からなるスイッチ５３～５６が設けられている。したがって、１つのスイッチ５３をオンとして、他のスイッチをオフにすると、出力端子Ｈiには給電タップＶ4に接続される。他の給電タップについても同様である。それぞれのスイッチ５３～５６は、コントローラ６０からの切換信号により切換制御される。

コントローラ６０には、加熱蒸発管１２に供給される原液Ｍの導電率を検出するための導電率センサ６１からの検出信号と、電極部材２４に流れる電流を検出する電流センサからの検出信号とが送られるようになっている。さらに、加熱蒸発管１２に供給される原液Ｍの温度を検出する温度センサ６３からの検出信号がコントローラ６０に送られるようになっている。

原液Ｍは、温度が上昇すると、導電率が高くなって電気が流れ易くなる。原液Ｍを循環させることにより、時間の経過に伴って循環回数が増加すると、流入口１５から加熱流路１３に供給される原液Ｍの温度は高まってくる。したがって、加熱蒸発処理の時間が経過して導電率が高くなると、原液Ｍを電流が流れ易くなって電流が高くなる。

加熱開始から加熱終了まで、常に特定の１つの給電タップを電極部材に接続して原液Ｍを加熱すると、電源ユニット２８から電極部材２４に流れる電流は、出力トランス５１の設定最大電力Ｗmaxのときの電流つまり最大電流を超えないように設定される。このため、原液Ｍの温度上昇により原液Ｍを流れる電流が最大電流値まで高くなると、電流値はそれ以上高くならない。したがって、常に特定の１つの給電タップを電極部材に接続する方式では、原液Ｍを循環させてジュール加熱する場合には、加熱効率を高めることができない。

そこで、原液Ｍを循環させる場合には、効率的に加熱処理を行うために、原液の導電率が高くなって、原液Ｍを流れる電流が高くなったら、電圧が低い給電タップに切り換えて、原液Ｍを流れる電流を高くするように制御する。電圧を低下させて出力トランス５１の設定最大電力Ｗmaxを出力させると、原液に供給される電流を高めることができる。これにより、迅速に原液Ｍの温度を高めることができる。

例えば、図２に示される出力トランス５１の設定最大電力Ｗmaxを７０ｋＷとし、高電位側の給電タップＶ4の電圧が２５００Ｖ、給電タップＶ3の電圧が１９００Ｖ、給電タップＶ2の電圧が１４００Ｖ、給電タップＶ1の電圧が１０００Ｖであるとする。この場合には、２５００Ｖの給電タップＶ4がオンされているときには、原液Ｍに流れる最大電流は２８Ａであり、給電タップＶ3がオンされているときには、原液Ｍに流れる最大電流は３６．８Ａである。さらに、給電タップＶ2がオンされているときには、原液Ｍに流れる最大電流は５０Ａであり、給電タップＶ1がオンされているときには、原液Ｍに流れる最大電流は７０Ａである。

この出力トランス５１の場合には、スイッチ５３がオンされ、他のスイッチがオフとなっているときには、出力トランス５１の給電タップＶ4から最大電流が２８Ａを超えないように電極部材２４に電力が印加される。原液Ｍの加熱開始から加熱終了まで、給電タップＶ4から電圧を印加させるようにすると、最大電流は２８Ａを超えないようになっており、原液Ｍの温度が高められて導電率が高くなっても、最大電流である２８Ａが保持される。しかし、この電流を流し続けるようにすると、目標温度にまで加熱するには時間がかかってしまう。このように、導電率が高くなっても、電流値が２８Ａよりも高められないと、原液Ｍを効率的に加熱することができなくなる。

そこで、本発明においては、電流値が２５００Ｖのときの最大電流２８Ａに所定範囲まで近づくか到達したら、出力トランス５１の出力電圧が自動的に低下される。例えば、原液Ｍの導電率が加熱初期よりも高くなったら出力電圧が１９００Ｖにまで低下される。設定最大電力が７０ｋＷの出力トランス５１の場合には、出力電圧が１９００Ｖであれば、最大電流３６．８Ａを流すことができる。

このように、給電タップＶ4がオンされて、給電タップＶ4の最大電流が２８Ａであるときに、電流値が２８Ａに所定範囲まで近づくか到達したら、給電タップＶ4をオフにして給電タップＶ3をオンに切り換えて電圧を１９００Ｖに設定する。これにより、最大電流を３６．８Ａまで高めることができる。同様にして、原液Ｍの温度上昇に起因した導電率の上昇に伴って、順次、給電タップＶ2、給電タップＶ1に切り換える。これにより、原液Ｍに給電される電流値を高めることができるので、出力トランス５１からは設定最大電力を原液Ｍに供給することができ、短時間で迅速に原液を加熱することができ、濃縮効率を高めることができる。

原液Ｍの種類によっては、給電タップＶ4から給電タップＶ1まで切り換えることなく、給電タップＶ3または給電タップＶ2まで切り換えることにより、原液Ｍを目標温度まで加熱濃縮する。

図３は、図２に示した出力トランス５１の給電タップを給電タップＶ4～Ｖ1に切り換えた場合における出力トランスの出力電圧と出力電流の変化を示す特性線図である。

設定最大電力Ｗmaxが７０ｋＷの場合には、給電タップＶ4がオンされて原液Ｍを加熱しているときに、原液Ｍの温度が上昇して導電率が高くなって電流値が２５００Ｖのときの上限値である２８Ａに近づくか到達したら、タップ切換機５２により、給電タップＶ4がオフされて給電タップＶ3がオンされる。これにより、最大電流値が３６．８Ａに近づくまで、電流値を高めることができる。同様に、原液Ｍの温度がさらに高まって電流値が１９００Ｖのときの上限値である３６．８Ａに近づくか到達したら、タップ切換機５２により、給電タップＶ3がオフされて給電タップＶ2がオンされる。これにより、最大電流値が５０Ａに近づくまで、電流値を高めることができる。さらに、電流値が１４００Ｖのときの上限値である５０Ａに近づくか到達したら、給電タップＶ2がオフされて給電タップＶ1がオンされる。これにより、最大電流値が７０Ａに近づくまで、電流値を高めることができる。

加熱開始から加熱終了まで、常に特定の１つの給電タップを電極部材に接続して原液Ｍを加熱すると、印加電圧に応じた設定最大電力となる電流値を超えずにその電流値が維持される。このため、原液Ｍの加熱に時間がかかってしまう。これに対して、設定最大電力Ｗmaxが出力されるように、導電率に応じて電圧を低下させると、低下された電圧に見合うように電流値が高められるので、原液Ｍをジュール熱により効率的に加熱させることができる。

図２に示されるように、導電率センサ６１からの検出信号に基づいてタップ切換機５２を切換制御する形態においては、原液Ｍの導電率に応じて電圧が切り換えられる。例えば、加熱初期にスイッチ５３がオンされているときに、原液Ｍの導電率が高くなったことが検出されたら、コントローラ６０からの信号により、タップ切換機５２のスイッチ５４がオンに切り換えられ、他のスイッチはオフに設定される。このように、給電タップＶ4の電圧とその電圧に応じた出力電流とからなる最大電力が出力トランス５１の設定最大電力に近づいたときには、タップ切換機５２は、低い電圧の給電タップＶ3に切り換えられる。導電率の上昇に伴って、タップ切換機５２により、順次、スイッチのオンオフが制御されて、電圧が低下されるので、原液Ｍに供給される電流値を高めることができる。

コントローラ６０は、センサからの検出信号に基づいてタップ切換機５２に対する制御信号を演算するマイクロプロセッサ、および制御プログラム、マップデータおよび演算式等が格納されるメモリを備えている。導電率センサ６１からの検出信号に基づいてタップ切換機５２を制御する形態においては、原液Ｍの導電率の範囲と導電率に応じた電圧値との関係を示すマップデータや演算式がコントローラ６０に格納されている。格納されたデータや演算式に基づいてタップ切換機５２のスイッチのオンオフが制御される。

原液Ｍの導電率が変化すると、電極部材２４に流れる電流も変化するので、電流センサ６２からの検出信号に基づいて、タップ切換機５２を制御することも可能である。その場合にも、上述した導電率センサ６１からの信号によりタップ切換機５２を制御した場合と同様に、電流値の上昇に伴ってタップ切換機５２が制御され、低い電圧の給電タップが電極部材に接続される。

上述のように、タップ切換機５２の制御形態としては、導電率センサ６１の検出信号に基づいて制御する形態と、電流センサ６２の検出信号に基づいて制御する形態とがあり、いずれでも適用可能である。ただし、両方のセンサからの検出信号に基づいてタップ切換機５２を制御するようにし、両方のセンサからの検出信号がそれぞれ出力トランス５１の設定最大電力に近づいたときに、スイッチ５３～５６を切り換えるようにしても良い。さらに、いずれか一方のセンサからの検出信号が出力トランス５１の設定最大電力に近づいたときに、スイッチ５３～５６を切り換えるようにしても良い。

導電率は原液Ｍの温度よって変化するので、導電率を直接検出することなく、温度センサ６３により原液Ｍの温度を検出し、温度を導電率に換算して給電タップの切換を行うようにしても良い。この場合にも、温度センサ６３を導電率センサ６１と電流センサ６２と併用しても良く、温度センサ６３のみからの信号により、スイッチ５３～５６の切換を制御するようにしても良い。

次に、上述した循環式加熱機１０を用いて原液Ｍの溶媒を蒸発させて原液を濃縮する手順について説明する。

例えば、この循環式加熱機１０によりジュースやスープなどの流動性を有する飲食物を濃縮する場合には、被濃縮液である原液Ｍが原液収容タンク１１に供給される。原液収容タンク１１内に所定量の原液Ｍが収容された状態のもとで、ポンプ１８が駆動される。ポンプ１８の駆動により、原液Ｍは加熱蒸発管１２の下端部から加熱流路１３に供給されて、内部を上方に向けて流れる。加熱流路１３内を原液流出口２１まで到達した原液Ｍは、循環配管２３に案内されて原液収容タンク１１に戻される。このようにして循環工程が実行され、加熱蒸発管１２の内部には原液収容タンク１１内の原液Ｍが循環して供給される。

原液Ｍが循環している状態のもとで、電源ユニット２８から電極部材２４に電力を供給する。これにより、対をなす電極部材２４から原液Ｍには電流が流れて、循環流にジュール熱が発生する。この発熱工程により原液Ｍが加熱されて、原液の溶媒が蒸発する。循環流を蒸発させるようにしたので、大型の加熱釜を用いることなく、小型の加熱蒸発管１２により原液収容タンク１１内の原液を濃縮することができる。

上述のように、循環式加熱機１０においては、ジュール熱により原液Ｍを加熱すようにしたので、原液に含まれる溶媒の沸点温度に原液Ｍを調整することができ、効率的に液体を濃縮することができる。

出力トランス５１としては、出力が７０ｋＷのみならず、２５ｋＷ～１５０ｋＷ程度の出力のものが使用することができ、出力トランス５１の持っている最大出力を設定最大電力Ｗmaxとしても良く、出力トランス５１の持っている最大出力の８０％程度の出力を設定最大電力Ｗmaxとしても良い。さらに、設定最大電力の最大電流に到達したら電圧を低下させるようにしても良く、最大電流に所定値の範囲内に近づいたら電圧を低下させるようにしても良い。

図４（Ａ）は加熱蒸発管１２の変形例を示す縦断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。

この加熱蒸発管１２は、絶縁性材料からなる横断面が四角形の管部材４５を有し、管部材４５は断面がＵ字形状の２つの管部材片４５ａ、４５ｂを突き当てることにより形成される。管部材４５の内面には相互に対向して２つの板状の電極部材２４が対となって取り付けられており、一方の電極部材２４は電源ユニット２８の共通端子COMに接続され、他方の電極部材２４は電源ユニット２８の高電位側の出力端子Ｈiに接続される。

管部材４５の一端部には流入口１５を備えた継手部２６が一体に設けられ、他端部には原液流出口２１を備えた継手部２７が一体に設けられている。このように、対をなす電極部材２４が設けられる加熱蒸発管１２としては、図１に示すように、リング状の電極部材２４としても良く、図３に示すように板状の電極部材２４としても良い。

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、循環式加熱機１０によって、ジュースやスープ等の流動性飲食物を濃縮する場合について説明したが、廃液を濃縮する場合や生薬や漢方薬を煎じるためにもこの循環式加熱機１０を使用することができ、さらには、蒸発成分を凝縮させるようにした蒸留酒を製造するためにもこの循環式加熱機１０を使用することができる。

１０循環式加熱機
１１原液収容タンク
１２加熱蒸発管
１３加熱流路
１４注入配管
１７供給配管
２１原液流出口
２２循環口
２３循環配管
２４電極部材
２８電源ユニット
３１、３３蒸気取出し管
３４吸引ポンプ
５１出力トランス
５２タップ切換機
５３～５６スイッチ
６０コントローラ

Claims

原液を収容する原液収容タンクに接続された供給配管が下端部に接続され、前記原液収容タンクから供給された原液を加熱流路に搬送しながら原液から蒸発成分を発生させる加熱蒸発管と、
前記加熱蒸発管の上端部の原液の液面よりも低い位置に設けられた原液流出口と前記原液収容タンクとの間に接続され、前記加熱蒸発管により加熱された原液を前記原液収容タンクに戻す循環配管と、
原液から発生した蒸気を外部に排出する蒸気取出し管と、
前記加熱蒸発管に対をなして設けられ、前記加熱流路を流れる原液に電源ユニットからの電流を供給してジュール熱を発生させる電極部材と、を有し、
前記電源ユニットは、
電圧の相違した出力電圧を出力する複数の給電タップを備えた出力トランスと、
複数の前記給電タップのいずれか１つをオンに切り換えて電力を前記電極部材に出力するタップ切換機と、
原液を流れる電流がオン状態の給電タップの設定最大電力における最大電流に近づいたら、電流を高めるように出力電圧か低い給電タップに切り換えるように前記タップ切換機を制御するコントローラと、を有し、
前記ジュール熱により原液から発生した蒸気成分を前記蒸気取出し管に排出する、循環式加熱機。
請求項１記載の循環式加熱機において、
前記原液の導電率を検出する導電率センサを有し、原液の導電率に基づいて原液を流れる電流を演算し、前記タップ切換機を制御する、循環式加熱機。
請求項１記載の循環式加熱機において、
前記原液の温度を検出する温度センサを有し、原液の温度に基づいて原液を流れる電流を演算し、前記タップ切換機を制御する、循環式加熱機。
請求項１記載の循環式加熱機において、
前記加熱蒸発管の上端部の原液の液面と同一かそれよりも高い位置となる屈曲部を前記循環配管に設けた、循環式加熱機。
請求項１記載の循環式加熱機において、
吸引ポンプを前記蒸気取出し管に接続し、前記加熱流路内の圧力を大気圧以下に設定する、循環式加熱機。