特開 2022-172859 調理設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022172859

(43)【公開日】2022-11-17

(54)【発明の名称】調理設備

(51)【国際特許分類】

   A47J 37/12 20060101AFI20221110BHJP

   H02N 11/00 20060101ALI20221110BHJP

   H01L 35/32 20060101ALI20221110BHJP

【ＦＩ】

A47J37/12 331

H02N11/00 A

H01L35/32 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021079152

(22)【出願日】2021-05-07

(71)【出願人】

【識別番号】521196567

【氏名又は名称】磯田 幸宏

(71)【出願人】

【識別番号】521196578

【氏名又は名称】水戸 洋彦

(71)【出願人】

【識別番号】501241645

【氏名又は名称】学校法人 工学院大学

(74)【代理人】

【識別番号】100186060

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100145458

【弁理士】

【氏名又は名称】秋元 正哉

(72)【発明者】

【氏名】磯田 幸宏

(72)【発明者】

【氏名】水戸 洋彦

(72)【発明者】

【氏名】桑折 仁

【テーマコード（参考）】

4B059

【Ｆターム（参考）】

4B059AA01

4B059AB02

4B059AE03

4B059BG10

4B059DA05

(57)【要約】

【課題】 本発明は、食油から伝わる熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電発電部を用いて、調理設備の省スペース化を図ることが可能であると共にこれまで廃熱されていた熱エネルギーを有効に活用することができる調理設備の提供を目的とする。
【解決手段】 本発明は、食油を用いて加熱調理を行う調理設備であって、食油から伝わる熱を放熱する放熱部と、前記放熱部から放熱される熱を電力に変換する熱電発電部とを備えることを特徴とする調理設備の提供を目的とする。また、本発明に係る調理設備において、前記放熱部が、フライヤー及び廃食油濾過装置の少なくとも一方であることが好ましく、前記熱電発電部で変換された電力が、フライヤー及び廃食油濾過装置の少なくとも一方に供給されることが好ましい。更に、本発明に係る調理設備は、換気ファンを備え、前記熱電発電部で変換された電力が、前記換気ファンに供給されることが好ましい。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱を電力に変換する熱電発電部を備えることを特徴とする調理設備。

【請求項2】

食油を用いて加熱調理を行う調理設備であって、
食油から伝わる熱を放熱する放熱部を更に備え、
前記熱電発電部が、前記放熱部から放熱される熱を電力に変換する
請求項１に記載の調理設備。

【請求項3】

前記放熱部が、フライヤー及び廃食油濾過装置の少なくとも一方である
請求項１又は２に記載の調理設備。

【請求項4】

前記熱電発電部で変換された電力が、フライヤー及び廃食油濾過装置の少なくとも一方に供給される
請求項１から３のいずれか一項に記載の調理設備。

【請求項5】

更に換気ファンを備え、
前記熱電発電部で変換された電力が、前記換気ファンに供給される
請求項１から４のいずれか一項に記載の調理設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、調理設備に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、コンビニエンスストア内の調理スペースや、ファーストフード店・各種飲食店の厨房内に、食油（フライ油）を加熱して食材の揚げ加工を行うフライヤーが提供されている。フライヤーでは、ヒーターによって食油を加熱するために多くの商用電力が使用されている。この電力のエネルギーは食油を加熱した後はフライヤーから廃熱として捨てられている。さらに食油は長時間２００℃付近の高温にさらされる過程で劣化する。そのため、調理の際、目視や酸化値測定により、加熱開始から所定時間経過した食油が新たな食油に取り換えられている。このような状況下、調理コストの高騰を避ける観点から、劣化の進行を抑える食油の改良が行われているが、食油自体の価格が高い。

【0003】

また、加熱中の食油の劣化を抑える装置（例えば、下記の非特許文献１）が提供されている。更に、新たな食油に取り換えられた劣化状態にある食油（廃食油）をリサイクルするため、例えば、フライヤーの下方に配されて、フライヤーから受けた廃食油を濾過する廃食油濾過装置も提供されている（例えば、下記の特許文献１，２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－７４８１９号公報

【特許文献2】実用新案登録第３２１５２０６号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】株式会社ボトルネック ソリューションズ，食油活性化装置「カラット君」（インターネットＵＲＬ：https://karattokun.bn-solutions.jp/）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

フライヤーや前述の各種装置（食油の劣化を抑える装置や廃食油濾過装置等のフライヤー周りの装置。以下、単に「周辺装置」と言う場合がある）は、商用電源によって稼働する。また、周辺装置の数が増えれば、その分、当該周辺装置に商用電源を供給するためのケーブルを増やさなければならない。特に、都市部の店舗において、広い調理空間（厨房等）を確保できない等の事情から、ケーブル等を配する十分なスペースを設けることが難しい。その結果、多くの周辺装置を調理設備に設置できない場合も想定される。

【0007】

一方、調理に用いられる食油は、フライヤーによって非常に高温に加熱され、高い熱エネルギーを有する。それにも関わらず、フライヤー内の食油は、食材を揚げるために利用されるのみであった。換言すれば、調理に用いられた食油の持つ熱エネルギーは、食油と接触する種々の部位から散逸し、廃熱されていた。

【0008】

そこで、本発明者は、熱電発電部（ゼーベック素子等を含む熱電発電モジュール）を用いて、例えば、フライヤーによって加熱された食油の持つ熱エネルギーから調理設備の装置稼働用の電気エネルギーを得ることで、設備の省スペース化を図ると共にこれまで廃熱されていた熱エネルギーを有効に活用できることを見出した。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る調理設備は、
熱を電力に変換する熱電発電部を備えることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る調理設備は、
食油を用いて加熱調理を行う調理設備であって、
食油から伝わる熱を放熱する放熱部を更に備え、
前記熱電発電部が、前記放熱部から放熱される熱を電力に変換する
ことを特徴とする。

【0011】

ここで、前記食油は、例えば、後述するフライヤーに新たに投入される食油のみならず、フライヤーから排出される廃食油や、廃食油濾過装置で濾過された再生食油を含む。

【0012】

また、本発明に係る調理設備において、
前記放熱部が、フライヤー及び廃食油濾過装置の少なくとも一方であってもよい。

【0013】

更に、本発明に係る調理設備において、
前記熱電発電部で変換された電力は、フライヤー及び廃食油濾過装置の少なくとも一方に供給されてよい。

【0014】

更に、本発明に係る調理設備は、
換気ファンを備え、
前記熱電発電部で変換された電力が、前記換気ファンに供給されることが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、食油から伝わる熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電発電部を用いて、調理設備の省スペース化を図ることが可能であると共にこれまで廃熱されていた熱エネルギーを有効に活用することができる。また調理設備に使用する電力を少なくし、省エネルギーとなる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係る調理設備の構成概略図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る調理設備を詳細に説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る調理設備１の全体構成を説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る調理設備１の構成概略図である。図１に示されるように、本実施形態に係る調理設備１は、フライヤー２、熱電発電部３、廃食油濾過装置４、換気部５、バッテリー（２次電池）６を備える。

【0018】

フライヤー２は、油槽２１を含む。油槽２１は、上部が開口する金属製（例えば、ステンレス製）の箱状部材である。食材を揚げるための食油は、油槽２１の内部に配される。また、油槽２１の内部に配された食油は、油槽２１の近傍に配設される電気ヒーターやガスバーナー等の熱源（図示しない）によって加熱される。

【0019】

また、フライヤー２は、ハウジング２２を含む。ハウジング２２は、油槽２１や廃食油濾過装置４等を収容する金属製（例えば、ステンレス製）の箱状部材である。更に、ハウジング２２は、ハウジング２２の上部から下方側に凹設される凹空間２２Ｕを備える。本実施形態において、油槽２１は、凹空間２２Ｕ内に収められる。このとき、油槽２１の外側面２１Ｓと凹空間２２Ｕの側面２２Ｓ（ハウジング２２の内側面）との間に、例えば、数ｃｍ程度の隙間が形成される。

【0020】

次に、熱電発電部３（３１）は、例えば、フライヤー２の所定位置に設けられ、食油から伝わる熱（フライヤー２の油槽２１から放熱される熱）を調理設備１に備わる種々の装置の駆動電力に変換する熱電素子からなる熱電デバイス（例えば、ゼーベック素子）を含む。なお、本実施形態において、フライヤー２（例えば、油槽２１等）は、熱電発電部３１側に熱を放熱する放熱部として機能する。

【0021】

熱電発電部３（３１）の例として、高温側電極と低温側電極を介してｎ型のＢｉ_２Ｔｅ_３とｐ型のＢｉ_２Ｔｅ_３とを接続する熱電素子が挙げられるが、これに限定されない。また、熱電発電部３の数も限定されないが、より多くの電力を得るため複数の熱電発電部３を設けることが好ましい。

【0022】

更に、熱電発電部３１の取付位置も限定されないが、油槽２１から離間した位置（例えば、凹空間２２Ｕの側面２２Ｓ（ハウジング２２の内側面））であることが好ましい。凹空間２２Ｕの側面２２Ｓのように、油槽２１から離間した位置に熱電発電部３１を取り付ければ、熱電発電部３１の低温側電極は、空気より熱伝導率の高い金属製部材（凹空間２２Ｕの側面２２Ｓ）に接触する。そのため、熱電発電部３１に伝わる熱が凹空間２２Ｕの側面２２Ｓ側に排出される結果、熱電発電部３１内の温度勾配が維持される。これとは異なり、仮に、熱電発電部３１と油槽２１とを接触させる場合、熱電発電部３１の裏面にヒートシンクなど設置することが好ましい。

【0023】

更に、熱電発電部３１は、バッテリー６と電気的に接続されることが好ましい。これにより、熱電発電部３１で得られた電力を、発電の度にバッテリー６に蓄電することができる。その結果、比較的大きな駆動電力が必要な部材や装置（例えば、フライヤー２の熱源や廃食油濾過装置４の後述するポンプ装置４４等）の主電力又は補助電力として、バッテリー６に蓄電された総電力を利用することができる。その結果、商用電源を供給するための配線を省くことができ、調理設備１の省スペース化を図ると共に、食油から伝わる熱エネルギーを有効に活用することができる。

【0024】

次に、廃食油濾過装置４は、フライヤー２から供給される廃食油を濾過し、フライヤー２で利用可能な再生食油を生成するための装置である。本実施形態における廃食油濾過装置４は、フライヤー２の下方側に配設される。また、廃食油濾過装置４は、フライヤー２から下方側に延在する管路２３を介してフライヤー２と接続する。

【0025】

より詳しくは、廃食油濾過装置４は、フライヤー２からの廃食油を受ける受槽４１、受槽４１の内部に設けられる濾過材４２、受槽４１を収容するケース４３、濾過材４２で濾過された再生食油を汲み上げるポンプ装置４４、一端がポンプ装置４４に接続すると共に、他端がフライヤー２の油槽２１に臨む循環路４５等を含む。廃食油濾過装置４において、濾過材４２で濾過されてポンプ装置４４で汲み上げられた再生食油は、循環路４５を通じて油槽２１に戻される。

【0026】

フライヤー２から廃食油濾過装置４に供給された廃食油の温度も高温である。そのため、廃食油濾過装置４に供給された後の廃食油の熱は、受槽４１、濾過材４２、ケース４３等の種々の部位に伝わる。よって、熱電発電部３２（熱電発電部３１と同様の熱電素子であってよい）を廃食油濾過装置４の適宜位置に取り付けることで、放熱される熱を調理設備１に備わる種々の装置の駆動電力に変換することができる。

【0027】

本実施形態における熱電発電部３２の取付位置は、特に限定されないが、廃食油に触れる部位（受槽４１内や濾過材４２）ではなく、これらの部位から離間する箇所（例えば、受槽４１やケース４３の外側面４３Ｓ）であることが好ましい。熱電発電部３２をこのように配置することで、受槽４１や濾過材４２からの熱を十分受けながら、熱に耐えきれず破損する可能性を低減できる。なお、本実施形態において、廃食油濾過装置４（例えば、受槽４１、濾過材４２、ケース４３等）は、熱電発電部３２側に熱を放熱する放熱部として機能する。

【0028】

また、熱電発電部３２は、バッテリー６と電気的に接続されることが好ましい。これにより、熱電発電部３２で得られた電力を発電の度にバッテリー６に蓄電することができる。その結果、比較的大きな駆動電力が必要な部材や装置（例えば、フライヤー２の熱源や廃食油濾過装置４のポンプ装置４４等）の主電力又は補助電力として、バッテリー６に蓄電された総電力を利用することができる。その結果、商用電源を供給するための配線を省き、調理設備１の省スペース化を図ることができると共に、食油から伝わる熱エネルギーを有効に活用することができる。

【0029】

図示される調理設備１は、フライヤー２（ハウジング２２の内側面２２Ｓ）に熱電発電部３１を設け、廃食油濾過装置４（ケース４３の外側面４３Ｓ）に熱電発電部３２を設けているが、この態様に限られない。例えば、フライヤー２又は廃食油濾過装置４のいずれかに熱電発電部３を設けてもよいし、それ以外の箇所に設けてもよい。

【0030】

次に、換気部５は、図１に示されるように、フライヤー２の上方側に設けられる。調理の際、換気部５の駆動により、フライヤー２近傍が換気される。本実施形態における換気部５は、換気ダクト５１、換気ファン５２等を含む。

【0031】

ここで、換気ファン５２は、熱電発電部３（３１，３２）及びバッテリー６の少なくとも１つと電気的に接続されることが好ましい。特に、換気ファン５２と、熱電発電部３（３１，３２）とが電気的に接続されることがより好ましい。

【0032】

前述のように、熱電発電部３（３１，３２）が発電するタイミングは、食油が温められる調理中やその直後（以下、「調理中等」と言う場合がある）の時点である。そのため、調理中等のタイミングに連動して、熱電発電部３（３１，３２）から換気ファン５２に電力を供給することができる。すなわち、調理者の操作（例えば、電気スイッチの押下）を介さずに、自動的に換気ファン５２を駆動することができる。

【0033】

換気ファン５２が、少なくとも調理中等に動作すれば、フライヤー２近傍を十分換気することができる。従って、本実施形態によれば、換気ファン５２のスイッチ等を省くことができると共に、調理中等以外のタイミングにおける換気ファン５２の無駄な動作を防ぐことができる。

【0034】

ところで、本実施形態に係る調理設備１は、他の装置を備えてもよい。他の装置として、フライヤー２（油槽２１）や廃食油濾過装置４（受槽４１）内の食油の劣化測定センサ（酸価値測定センサ、極性化合物の測定センサ等）、これらのセンサによって取得された測定データを管理コンピュータに送信するための通信モジュール等が挙げられる。この場合、熱電発電部３１，３２で発電された電力やバッテリー６に蓄電された電力は、これらの電気機器にも供給されることが好ましい。

【実施例0035】

フライヤー２の下方に設置された廃食油濾過装置４（実用新案登録第３２１５２０６号で開示された装置）のケース４３（外側面４３Ｓ）に、熱電発電部３（４０ｍｍ角×３．９５ｍｍ厚の(株)ジーマックス社製Ｂｉ_２Ｔｅ_３モジュール）を貼り付けた。この状態で、フライヤー２で加熱した食油（廃食油）を廃食油濾過装置４に移動させた。ここで、廃食油濾過装置４で濾過された直後の廃食油の温度は１２０℃であった。また、この廃食油の酸価値は３であった。

【0036】

廃食油濾過装置４にフライヤー２から加熱した廃食油を移動させた後、５分後及び３０分後でもケース４３(外側面４３Ｓ）の温度は、６２～７０℃に保たれていた。また、このときの熱電発電部３の温度差（ケース外側面４３Ｓの温度－熱電変換部３の裏面の温度）は、２８～２２．５℃であった。

【0037】

本実験で用いた熱電変換部３に使用される一枚のＢｉ_２Ｔｅ_３系材料の熱電デバイスの公表値（下表１）を参照すると、上記温度差に近い「温度差３０℃」において、電圧０．４８Ｖ、出力０．０２４Ｗが得られる。また、濾過された食油の酸化値は２に改善された。

【0038】

【表1】

【0039】

本発明の実施形態について詳細に説明した。ただし、前述の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定する趣旨で記載されたものではない。本発明には、その趣旨を逸脱することなく、前述の実施形態から変更、改良され得るものを含み得る。また、本発明にはその等価物が含まれる。

【符号の説明】

【0040】

１…調理設備
２…フライヤー
３（３１，３２）…熱電発電部
４…廃食油濾過装置
５…換気部

【図1】