JP2005069521A - 蒸気発生装置及びこれを備えた蒸気調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率良く蒸気を発生することのできる蒸気発生装置と、このような蒸気発生装置を備えたエネルギー効率の高い蒸気調理器を提供する。
【解決手段】 蒸気発生装置５０は、内部で水を沸騰させる筒型のポット５１と、ポット５１の外面に密着する蒸気発生ヒータ５６と、ポット５１の内側に配置される伝熱ユニット６０を備える。伝熱ユニット６０はポット５１の内面に設けられた熱の良導体からなる複数のフィン６２により構成される。フィン６２は放射状に配置されるとともにポット５１の軸線方向に所定の長さを有し、その少なくとも一部がポット５１内の水に浸る。給水パイプ６３がフィン６２の間を通って下から上に延び、フィン６２の水面上露出部分に水を注ぐ。蒸気発生装置５０は蒸気調理器１の加熱室２０の中の気体を循環させる外部循環路３０に蒸気を供給する。
【選択図】 図５

Description

本発明は蒸気調理器に関する。

蒸気を用いて加熱調理を行う蒸気調理器については、これまでにも数々の提案がなされている。その例を特許文献１及び２に見ることができる。特許文献１には調理ケースの中に蒸気を噴射する蒸気調理装置が記載されている。特許文献２には過熱蒸気をオーブン庫に送り込む、あるいはオーブン庫内の蒸気を輻射加熱によって過熱蒸気にする加熱調理装置が記載されている。
実開平３−６７９０２号公報 特開平８−４９８５４号公報

特許文献１記載の蒸気調理装置は、食品を加熱した蒸気がそのまま蒸気排出孔から排出され、あるいは凝縮して排出管から排出される。調理を続けるためには外部から大量の蒸気を供給し続けねばならず、業務用の大型ボイラーを必要とする。

特許文献２記載の加熱調理装置は、装置内で蒸気を発生させるものであり、外部ボイラーを用いないので、一般家庭での使用が可能である。また蒸気をオーブン庫内で循環使用するのでエネルギー効率も良い。しかしながら、蒸気発生装置の効率向上という面では、格段の配慮はなされていない。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、効率良く蒸気を発生することのできる蒸気発生装置を提供することにある。また、このような蒸気発生装置を備えた、エネルギー効率の高い、家庭で使用するのに適した蒸気調理器を提供することにある。

（１）本発明蒸気発生装置は以下の構成を備える：
（ａ）熱の良導体で形成され、内部で水を沸騰させる筒型のポット
（ｂ）前記ポットを熱する蒸気発生ヒータ
（ｃ）前記ポットの内面に設けられた熱の良導体からなる複数のフィンにより構成され、これらのフィンはポットの軸線方向に所定の長さを有するとともにその少なくとも一部がポット内の水に浸るものとした伝熱ユニット。

この構成によれば、蒸気発生ヒータの発する熱が伝熱ユニットのフィンを介してポット内の水に伝わる。フィンが複数のため、伝熱ユニットは広い伝熱面積を有し、水を効率的に熱することができる。

（２）上記のような蒸気発生装置において、前記蒸気発生ヒータの置かれた高さ位置と前記伝熱ユニットの置かれた高さ位置とがほぼ一致するものとした。

この構成によれば、蒸気発生ヒータから伝熱ユニットへとストレートに熱が伝わり、伝熱効率が向上する。

（３）上記のような蒸気発生装置において、前記ポットに給水する給水パイプが、前記フィンの間を通って下から上に延びるものとした。

この構成によれば、伝熱ユニットのフィンを通じて給水パイプに熱が伝わり、給水パイプを通って補給される水が予熱される。このため、ポットに補給された水が沸騰点に達するまでの時間が短縮される。

（４）上記のような蒸気発生装置において、前記フィンの一部は水面上に露出しており、前記給水パイプはこのフィンの水面上露出部分に水を注ぐものとした。

この構成によれば、水面下の部分より高熱になっているフィンの水面上露出部分に水が注がれるから、水は瞬時に沸騰して蒸発し、ポット内の蒸気圧を高める。このため、蒸気を爆発的に噴出させることができる。

（５）上記のような蒸気発生装置において、前記給水パイプを通じて前記ポットに水を送るポンプが、間欠的に給水動作を行うものとした。

この構成によれば、給水が間欠的に行われるため、ポット内の水位が変動する。水位が下がれば、フィンの水面上露出部分、すなわち高熱部分の割合が増える。このような状態で、予熱された水が給水パイプからフィンに注がれると、水は爆発的に蒸発し、被加熱物にまで到達する噴出力を蒸気に与えることができる。

（６）また本発明では、蒸気調理器を次のように構成した。すなわち被加熱物を入れる加熱室と、前記加熱室からの気体吸込口と、加熱室への気体戻し口とを備えた外部循環路と、前記気体吸込口から気体戻し口へと向かう気流を前記外部循環路内に形成する送風装置とを備え、前記外部循環路を通る気体に、上記いずれかの蒸気発生装置で蒸気を供給するものとした。

この構成によれば、加熱室の内外を循環する気流に蒸気を供給するものであるから、蒸気を一方通行で噴射し続けるのと異なり、大能力の蒸気発生装置を必要としない。従って家庭内での使用が可能である。蒸気を垂れ流しにしないのでエネルギー効率も高い。そして、蒸気を供給するのに上記いずれかの蒸気発生装置を用いることにより、蒸気供給効率を高めることができる。

本発明の蒸気発生装置は、内部で水を沸騰させる筒型のポットを熱の良導体で形成して蒸気発生ヒータで熱するとともに、ポットの内面に設けられた熱の良導体からなる複数のフィンにより伝熱ユニットを構成し、前記フィンはポットの軸線方向に所定の長さを有するとともにその少なくとも一部がポット内の水に浸るようにしたものであるから、蒸気発生ヒータの発する熱が広い伝熱面積を有する伝熱ユニットを介してポット内の水に伝わり、水が効率的に加熱される。

ポットに給水する給水パイプはフィンの間を通って下から上に延びている。そのため、フィンを通じて給水パイプに熱が伝わり、給水パイプを通って補給される水が予熱され、水が沸騰点に達するまでの時間が短縮される。また、給水パイプは水面下の部分より高熱になっているフィンの水面上露出部分に水を注ぐので、水は瞬時に沸騰・蒸発してポット内の蒸気圧を高め、ポットから蒸気が爆発的に噴出する。これにより、被加熱物にまで到達する噴出力を蒸気に与えることができる。

さらに本発明では、蒸気調理器において、加熱室内の気体を外部循環路に吸い込んでは加熱室に戻すものとし、この外部循環路を通る気体に、蒸気発生装置で蒸気を供給するようにしたから、蒸気を一方通行で噴射し続けるのと異なり、エネルギー効率が良く、家庭内での使用に適する蒸気調理器を提供できる。そして、蒸気発生装置として上記いずれかの蒸気発生装置を用いることにより、蒸気供給効率を高めることができる。

以下、本発明による蒸気調理器の一実施形態を図１〜７に基づき説明する。図１は外観斜視図、図２は加熱室の扉を開いた状態の外観斜視図、図３は内部機構の基本構造図、図４は加熱室の上面図、図５は蒸気発生装置の垂直断面図、図６は蒸気発生装置の水平断面図、図７は制御ブロック図である。

蒸気調理器１は直方体形状のキャビネット１０を備える。キャビネット１０の正面には、上部に操作パネル１１、その下に扉１２が設けられる。扉１２は下端を中心に垂直面内で回動するものであり、上部のハンドル１３を握って手前に引くことにより、図１に示す垂直な閉鎖状態から図２に示す水平な開放状態へと９０゜姿勢変換させることができる。扉１２の大部分は耐熱ガラスをはめ込んだ窓１４となっている。

扉１２を開くと、図２に見られるように二つの区画が露出する。左側の大きな区画は加熱室２０、右側の小さな区画は水タンク室７０である。加熱室２０と水タンク室７０の構造、及びこれらに付属する構成要素について、図３以下の図を参照しつつ説明する。

加熱室２０は直方体形状で、扉１２に面する正面側は全面的に開口部となっている。加熱室２０の残りの面及び扉１２の内面はステンレス鋼板で形成される。加熱室２０の周囲及び扉１２の内側にはそれぞれ断熱対策が施される。加熱室２０の床面にはステンレス鋼板製の受皿２１が置かれ、受皿２１の上には被加熱物９０を載置するステンレス鋼線製のラック２２が置かれる。

加熱室２０の中の気体（通常の場合、加熱室２０の内部の気体は空気であるが、蒸気調理を始めると空気が蒸気で置き換えられて行く。従って本明細書では「空気」でなく「気体」と表現する）は外部循環路３０を通って循環する。加熱室２０の側壁には、これと平行する形で天井面から床面近くまで垂下する気流制御板２３（これもステンレス鋼板製である）が配置されている。この気流制御板２３の下端と奥の側壁との間の隙間が、外部循環路３０に気体を導く下向きの気体吸込口２４となる。

気体吸込口２４から吸い込まれた気体は気流制御板２３の裏を通って加熱室２０の外側上部に設けられた送風装置２５へと向かう。送風装置２５は遠心ファン２６及びこれを収容するファンケーシング２７と、遠心ファン２６を回転させるモータ（図示せず）を備える。遠心ファン２６としてはシロッコファンを用いる。遠心ファン２６を回転させるモータには高速回転が可能な直流モータを使用する。

ファンケーシング２７の吐出口に接続された外部循環路３０は断面円形のパイプを組み合わせて構成される。ファンケーシング２７からは第１パイプ３１が水平方向に突き出す。第１パイプ３１の端には排気口３２が設けられる。第１パイプ３１の排気口３２より少し上流にはエルボ形の第２パイプ３３が接続される。第２パイプ３３の水平部分は蒸気発生装置５０（詳細は後述する）の上部に入り込み、蒸気吸引エジェクタ３４を形成する。第２パイプ３３の吐出端は絞り成形され、蒸気吸引エジェクタ３４のインナーノズルとなる。蒸気発生装置５０の側面からは蒸気吸引エジェクタ３４のアウターノズル３５が下流に向かって突出し、その吐出端はノズル形状に絞り成形されている。

外部循環路３０の第３パイプ３６が蒸気吸引エジェクタ３４の下流でアウターノズル３５のノズル形状吐出端を受け入れる。第３パイプ３６の端はアウターノズル３５を包むように膨らんでおり、ここに後段エジェクタ３７が形成される。蒸気吸引エジェクタ３４のアウターノズル３５のノズル形状吐出端は、後段エジェクタ３７においてはインナーノズルの役割を果たす。後段エジェクタ３７には、第１パイプ３１から分岐したバイパス路３８が接続される。バイパス路３８も断面円形のパイプにより形成される。図４に見られるようにバイパス路３８は２本設けられ、後段エジェクタ３７に左右対称的に気体を吹き込む。

第３パイプ３６の他端は加熱室２０に気体を戻す気体戻し口３９となるサブキャビティ４０に接続される。サブキャビティ４０は加熱室２０の天井部の上にして、天井部の中央部にあたる箇所に設けられ、平面形状円形で、その中には気体の加熱手段である蒸気加熱ヒータ４１が配置されている。蒸気加熱ヒータ４１はシーズヒータにより構成される。サブキャビティ４０の底面は加熱室２０の天井壁となる金属パネル（加熱室２０の天板と兼用可）で形成され、この底面パネル４２には複数の噴気孔４３がほぼパネル全面にわたり二次元的に分散配置されている。底面パネル４２は上下両面とも塗装などの表面処理により暗色に仕上げられている。使用を重ねることにより暗色に変色する金属素材で底面パネル４２を成形しておいてもよい。

加熱室２０の上部の一隅には気体放出口４４が形成されている。また第１パイプ３１の端には電動式のダンパ４５が配置される。ダンパ４５は排気口３２と第２パイプ３３の入口とを選択的に閉ざす。

続いて蒸気発生装置５０の構造を、図５、６を参照しつつ説明する。蒸気発生装置５０は中心線を垂直にして配置された筒型（円筒形）のポット５１を備える。ポット５１の上部は閉じており、前述のように蒸気吸引エジェクタ３４が形成されている。

ポット５１の底部は漏斗状に成形され、そこから排水パイプ５２が垂下する。排水パイプ５２の下端は水平に対しやや勾配をなす形で配置された排水パイプ５３に接続される。排水パイプ５３の端は加熱室２０の側壁を通じ受皿２１に向かって開口する。排水パイプ５２の途中には排水バルブ５４及び水位センサ５５が設けられている。

ポット５１内の水を熱するのはポット５１の外面に密着するように設けられた蒸気発生ヒータ５６である。蒸気発生ヒータ５６は環状のシーズヒータからなる。
蒸気発生ヒータ５６とほぼ同じ高さ位置になるように、ポット５１の内部に伝熱ユニット６０が配置される。

伝熱ユニット６０は複数のフィン６２により構成される。フィン６２はポット５１の内部に放射状に配置され、外端はポット５１の内面に接続されている。ポット５１とフィン６２とは、押出成形により一体成形してもよく、溶接、ろう付けなどの手法で互いに固定してもよい。フィン６２はポット５１の軸線方向に所定の長さを有する。

ポット５１には給水パイプ６３を通じて給水する。給水パイプ６３はポット５１の底部近くからポット５１の中に入り込んだ後、下から上へとフィン６２の間を通って延びる。給水パイプ６３の上端はフィン６２の上縁より少し上に突き出している。図６に見られるように、フィン６２を車輪のスポークに見立てた場合、ハブとなる位置に給水パイプ６３が配置されている。給水パイプ６３の外面には各フィン６２の端面を接触させ、フィン６２を通じて給水パイプ６３に熱を伝える。

ポット５１、伝熱ユニット６０、及び給水パイプ６３は熱の良導体である金属で形成する。金属としては熱伝導率の良い銅やアルミニウムが適する。但し銅や銅合金の場合、緑青が発生するので、熱伝導率は少し劣るものの、緑青を懸念せずに済むステンレス鋼を用いることとしてもよい。

給水パイプ６３の端には漏斗状の受入口６４が形成される。受入口６４から少し下流の位置に洗浄パイプ６５が接続される。洗浄パイプ６５は洗浄バルブ６６を介して排水パイプ５３に接続する。

給水パイプ６３には、洗浄パイプ６５の他、逆Ｊ字形の落差形成パイプ６７も接続される。落差形成パイプ６７の他端は排水パイプ５３に接続される。

水タンク室７０には横幅の狭い直方体形状の水タンク７１が挿入される。この水タンク７１から延び出すエルボ形の給水パイプ７２が給水パイプ６３の受入口６４に接続される。ポンプ７３が水タンク７１内の水を給水パイプ７２を通じて圧送する。ポンプ７３は、給水パイプ７２の根元部に形成されたポンプケーシング７４と、ポンプケーシング７４に収容されたインペラ７５と、インペラ７５に動力を伝えるモータ７６とにより構成される。モータ７６はキャビネット１０の側に固定されており、水タンク７１を所定位置にセットするとインペラ７５に電磁的に結合する。

水タンク室７０の床面には水タンク７１を支えるトラフ形のレール７７が固定されている（図２参照）。レール７７のタンク載置面は水平に開いた扉１２の内面と同じ高さにある。そのため使用者は、水平になった扉１２の上に水タンク７１を置き、レール７７に向かって押し込んで行くことにより、水タンク７１をスムーズに水タンク室７０内の所定位置にセットすることができる。逆に、扉１２を水平に開いておいて水タンク７１を引き出せば、水タンク室７０から出た水タンク７１はそのまま扉１２で支えられる。従って水タンク７１を手で支えつつ引き出す必要がない。

蒸気調理器１の動作制御を行うのは図７に示す制御装置８０である。制御装置８０はマイクロプロセッサ及びメモリを含み、所定のプログラムに従って蒸気調理器１を制御する。制御状況は操作パネル１１の中の表示部に表示される。制御装置８０には操作パネル１１に配置した各種操作キーを通じて動作指令の入力を行う。操作パネル１１には各種の音を出す音信号発生装置も配置されている。

制御部８０には、操作パネル１１の他、送風装置２５、蒸気加熱ヒータ４１、ダンパ４５、排水バルブ５４、水位センサ５５、蒸気発生ヒータ５６、洗浄バルブ６６、及びポンプ７３が接続される。この他、水タンク７１の中の水量を測定する水量センサ８１、加熱室２０内の温度を測定する温度センサ８２、及び加熱室２０内の湿度を測定する湿度センサ８３が接続されている。

蒸気調理器１の動作は次の通りである。まず水タンク７１を水タンク室７０から引き出し、図示しない給水口よりタンク内に水を入れる。満水状態にした水タンク７１を水タンク室７０に押し込み、所定位置にセットする。給水パイプ７２の先端が給水パイプ６３の受入口６４にしっかりと接続されたことを確認したうえで、操作パネル１１の中の電源キーを押して電源ＯＮにする。するとポンプ７３のモータ７６が回転し、蒸気発生装置５０への給水が始まる。この時、排水バルブ５４と洗浄バルブ６６は閉じている。

水は給水パイプ６３の先端から噴水のように溢れ出し、伝熱ユニット６０のフィン６２を濡らしつつポット５１の底に落ちる。そしてポット５１の底の方から溜まって行く。水位が伝熱ユニット６０の長さの半ばまで達したことを水位センサ５５が検知したら、そこで一旦給水は中止される。落差形成パイプ６７の入口側のパイプの中の水位もポット５１と同レベルに達する。

このように所定量の水がポット５１に入れられた後、蒸気発生ヒータ５６への通電が開始される。蒸気発生ヒータ５６はポット５１の側壁を介してポット５１の中の水を加熱する。ポット５１の側壁が熱せられると、その熱は伝熱ユニット６０に伝わり、伝熱ユニット６０から水へと伝えられる。蒸気発生ヒータ５６の置かれた高さ位置と伝熱ユニット６０の置かれた高さ位置はほぼ一致しているので、蒸気発生ヒータ５６から伝熱ユニット６０へとストレートに熱が伝わり、伝熱効率が良い。

複数のフィン６２が放射状に配置された伝熱ユニット６０は広い伝熱面積を有し、ポット５１内の水は速やかに熱せられる。また、放射状に配置されたフィン６２は車輪のスポークのようにポット５１を内側から支えるので、蒸気発生装置５０の強度が増す。

蒸気発生ヒータ５６への通電と同時に、送風装置２５及び蒸気加熱ヒータ４１への通電も開始される。送風装置２５は気体吸込口２４から加熱室２０の中の気体を吸い込み、外部循環路３０に気体を送り出す。気体を送り出すのに用いるのが遠心ファン２６なので、プロペラファンに比べて気流の流速が速い。そのうえ、遠心ファン２６を直流モータで高速回転させるので、気流の流速はきわめて速い。このため、外部循環路３０を形成するパイプを断面円形でしかも小径のものとすることができる。これにより、断面矩形のダクトで外部循環路３０を形成する場合に比べ、外部循環路３０の表面積が小さくなる。従って内部を熱い気体が通るにもかかわらず、外部循環路３０からの熱放散が少なくなり、蒸気調理器１のエネルギー効率が向上する。外部循環路３０を断熱材で巻く場合も、その断熱材の量が少なくて済む。

この時ダンパ４５は外部循環路３０の第２パイプ３３の入口を開き、排気口３２を閉ざしている。気体は第１パイプ３１から第２パイプ３３に入り、さらに第３パイプ３６を経て気体戻し口３９であるサブキャビティ４０に入る。そしてサブキャビティ４０内で蒸気加熱ヒータ４１により熱せられた後、噴気孔４３から下向きに噴出する。

ポット５１の中の水が沸騰すると、１００゜Ｃ１気圧の飽和蒸気が発生する。飽和蒸気は蒸気吸引エジェクタ３４のところで外部循環路３０を通る循環気流に吸引される。エジェクタ構造を用いているので、飽和蒸気は速やかに吸い上げられ、吸い出される。エジェクタ構造のため蒸気発生装置５０に圧力がかからず、飽和蒸気の放出が妨げられない。

後段エジェクタ３７においては、蒸気吸引エジェクタ３４のアウターノズル３５から吹き出す気流にバイパス路３８から気体が吸い込まれる。蒸気吸引エジェクタ３４をバイパスしてその下流に気体が吸い込まれるバイパス路３８の存在によって循環系の圧損が小さくなり、遠心ファン２６を効率良く駆動できる。後段エジェクタ３７を出た飽和蒸気混じりの気体は高速でサブキャビティ４０に突入する。

サブキャビティ４０に入った飽和蒸気混じりの気体は蒸気加熱ヒータ４１により３００゜Ｃにまで熱せられる。この時点で気体は過熱蒸気となる。蒸気は温度上昇により膨脹し、噴気孔４３より勢い良く噴出する。

加熱室２０の中央部に吹き下ろしの気流を形成した気体はその外側で上昇し、加熱室２０内に対流を形成する。そして再び気体吸込口２４から吸い込まれる。このようにして加熱室２０内の気体は外部循環路３０に出ては加熱室２０に戻るという循環を繰り返す。

時間が経過するにつれ、気体中の蒸気の割合が増して行く。量的に余剰となった気体は気体放出口４４から加熱室２０の外に放出される。蒸気を含んだ気体をそのままキャビネット１０内に放出すると、キャビネット１０内に結露が生じ、錆の発生や漏電といった好ましくない結果を招く。キャビネット１０の外にそのまま放出すれば、台所の壁面に結露してカビが発生する。そこで、キャビネット１０内に設けた迷路状の結露通路（図示せず）を通して蒸気を結露させてから気体をキャビネット１０外に放出することとし、上述の問題を回避する。結露通路から流れ落ちる水は受皿２１に導き、調理終了後、他の原因で発生する水と共に処理する。

過熱蒸気を含む気体の噴出が始まると、加熱室２０の中の温度は急速に上昇する。加熱室２０の中の温度が調理可能領域に達したことを温度センサ８２が検知すると、制御装置８０が操作パネル１１にその旨の表示を出し、また合図音を鳴らす。調理可能になったことを音と表示により知った使用者は扉１２を開け、加熱室２０に被加熱物９０を入れる。

扉１２を開けかかると、制御装置８０はダンパ４５の姿勢を切り替え、第２パイプ３３の入口を閉じるとともに、排気口３２を開く。加熱室２０の中の気体は送風装置２５により吸い込まれ、排気口３２から排出される。第２パイプ３３の入口が閉じることにより、噴気孔４３からの過熱蒸気の噴出がなくなるので、使用者が顔面や手などに火傷を負うということがない。ダンパ４５は、扉１２が開いている間中、排気口３２を開き、第２パイプ３３の入口を閉ざす姿勢を保つ。

停止中の送風装置２５を起動して排気口３２から排気を行うのであれば、定常の送風状態に達するまでにタイムラグが生じるが、本発明の場合、送風装置２５は既に運転中であり、タイムラグはゼロである。また加熱室２０と外部循環路３０を巡っていた循環気流がそのまま排気口３２からの排気流になるので、気流の方向を変えるためのタイムラグもない。これにより、加熱室２０の中の蒸気を遅滞なく排出し、扉１２の開放が可能になるまでの時間を短縮することができる。

加熱室２０から蒸気を排出するときは第２パイプ３３が閉ざされて加熱室２０への蒸気供給が停止されている。このため加熱室２０の内部の蒸気圧あるいは蒸気量は速やかに低下し、扉１２の開放が可能となるまでの時間が一層短縮される。

使用者が扉１２を開けかかったという状況は、例えば次のようにして制御装置８０に伝えることができる。すなわち扉１２を閉鎖状態に保つラッチをキャビネット１０と扉１２の間に設け、このラッチを解錠するラッチレバーをハンドル１３から露出するように設ける。ラッチ又はラッチレバーの動きに応答して開閉するスイッチを扉１２又はハンドル１３の内側に配置し、使用者がハンドル１３とラッチレバーを握りしめて解錠操作を行ったとき、スイッチから制御装置８０に信号が送られるようにする。

気体放出口４４から放出される気体と同様、排気口３２から排出される気体も蒸気を大量に含んでおり、そのまま放出するのは問題である。そのため、排気口３２から排出される気体もキャビネット１０内に設けた迷路状の結露通路を通して水分を除去してからキャビネット１０外に放出する。結露通路から流れ落ちる水は受皿２１に導き、調理終了後、他の原因で発生する水と共に処理する。

ラック２２の上に被加熱物９０をセットし、扉１２を閉じると、ダンパ４５は第２パイプ３３への入口を開き、排気口３２を閉ざす姿勢に復帰する。これにより噴気孔４３からの過熱蒸気の噴出が再開され、被加熱物９０の調理が始まる。

約３００゜Ｃに加熱されて噴気孔４３から吹き下ろす過熱蒸気は被加熱物９０に衝突して被加熱物９０に熱を伝える。この過程で蒸気温度は２５０゜Ｃ程度にまで低下する。また被加熱物９０の表面に接触した過熱蒸気は、被加熱物９０の表面に結露する際潜熱を放出する。これによっても被加熱物９０は加熱される。

加熱室２０の気体を循環させつつ被加熱物９０を加熱するので、蒸気調理器１のエネルギー効率は高い。そして、過熱蒸気を含む気体がサブキャビティ４０の底面パネル４２にほぼパネル全面にわたり二次元的に分散配置された複数の噴気孔４３から下向きに噴出するので、被加熱物９０の上面全体に過熱蒸気が衝突する。過熱蒸気が被加熱物９０に衝突することと、衝突の面積が広いこととが相まって、過熱蒸気に含まれる熱が素早く効率的に被加熱物９０に伝達される。また、サブキャビティ４０に入り込んだ気体が蒸気加熱ヒータ４１で熱せられて膨脹することにより、噴出の勢いが増し、被加熱物９０への衝突速度が速まる。これにより被加熱物９０は一層速やかに熱せられる。

遠心ファン２６はプロペラファンに比べ高圧を発生させることが可能なので、噴気孔４３からの噴射力を高めることができる。その結果過熱蒸気の噴射距離が延び、被加熱物９０を強力に加熱できる。遠心ファン２６を直流モータで高速回転させ、強力に送風しているので、上記の効果は一層顕著に表れる。送風装置２５の送風力が強いことは、扉１２を開く際、排気口３２から速やかに排気するのにも大いに役立つ。

下向きに吹き出した過熱蒸気は、被加熱物９０に衝突した後、上方へと向きを転じる。蒸気、特に過熱蒸気は空気より軽いため、自然な形でこのように方向転換することとなり、これが加熱室２０の内部に対流をもたらす。この対流により、加熱室２０内の温度を維持しつつ、被加熱物９０にはサブキャビティ４０で熱せられたばかりの過熱蒸気を衝突させ続けることができ、熱を大量且つ速やかに被加熱物９０に与えることができる。

気体吸込口２４は加熱室２０の側壁の下部（被加熱物９０の高さ以下）にあり、噴気孔４３から噴出した蒸気は偏向することなく直進して被加熱物９０に当たってから気体吸込口２４に吸い込まれる。このため、被加熱物９０への熱伝達能力は高レベルに維持される。また上から噴出した蒸気が側壁下部に吸い込まれて行くため、扉１２を開いたとき、使用者の方に蒸気が押し寄せることが少なく、安全性が高い。

気体吸込口２４が下向きなので、噴出する蒸気に横向きの力がさらに作用しにくくなり、蒸気の偏向を一層防止することができる。また被加熱物９０の表面から油がはじけたりしても、それが気体吸込口２４に吸い込まれにくく、送風装置２５や外部循環路３０の内面を汚さずに済む。

サブキャビティ４０の底面パネル４２は、上面が暗色なので蒸気加熱ヒータ４１の放つ輻射熱を良く吸収する。底面パネル４２に吸収された輻射熱は、同じく暗色となっている底面パネル４２の下面から加熱室２０に輻射放熱される。このため、サブキャビティ４０及びその外面の温度上昇が抑制され、安全性が向上するとともに、蒸気加熱ヒータ４１の輻射熱が底面パネル４２を通じて加熱室２０に伝えられ、加熱室２０が一層効率良く熱せられる。底面パネル４２の平面形状は円形であってもよく、加熱室２０の平面形状と相似の矩形であってもよい。

被加熱物９０が肉類の場合、温度が上昇すると油が滴り落ちることがある。被加熱物９０が容器に入れた液体類であると、沸騰して一部がこぼれることがある。滴り落ちたりこぼれたりしたものは受皿２１に受け止められ、調理終了後の処理を待つ。

蒸気発生装置５０で蒸気を発生し続けていると、ポット５１の中の水位が低下する。水位が所定レベルまで下がったことを水位センサ５５が検知すると、制御装置８０はポンプ７３の運転を再開させる。ポンプ７３は水タンク７１の中の水を押し上げ、蒸発した分の水を補給する。給水パイプ６３の中を通る際、補給水には伝熱ユニット６０のフィン６２を通じて蒸気発生ヒータ５６の熱が伝えられる。これにより補給水は予熱され、沸騰点に達するまでの時間が短縮される。

また給水パイプ６３の上端から噴きこぼれる補給水は、フィン６２の上部の水面上に露出している部分に注ぎかけられる。フィン６２の水面上露出部分は、水中に没している部分より高熱になっているので、フィン６２に注がれた水は瞬時に沸騰して蒸発し、ポット５１の内部の蒸気圧を高める。このため、アウターノズル３５から蒸気が力強く噴出してサブキャビティ４０に流れ込み、噴気孔４３からの過熱蒸気の噴出を加勢する。従って、給水の度に過熱蒸気の爆発的な噴射が生じる。

ポット５１の中の水位が所定レベルまで上昇したことを水位センサ５５が検知した時点で、制御装置８０はポンプ７３の運転を停止させる。このようにしてポンプ７３は、調理期間中、間欠的に給水動作を行い、これに応じる形でポット５１の中の水位が変動する。水位が下がれば、フィン６２の水面上露出部分、すなわち高熱部分の割合が増える。このような状態で、予熱された水が給水パイプ６３からフィン６２に注がれると、水は爆発的に蒸発し、被加熱物９０にまで到達する噴出力を蒸気に与えることができる。フィン６２の水面上露出部分は、水を注がれることにより一旦温度が低下するが、その後水が注がれなくなると温度を回復し、新たな水を待ち受ける。

ポンプ７３としては、インペラを備えた遠心ポンプ型のものでなく、プランジャ型のものを用いることもできる。そして水の蒸発量と補給量とがうまく釣り合うように運転することもできる。

操作パネル１１を通じて入力した設定時間が経過すると、制御装置８０が操作パネル１１にその旨の表示を出し、また合図音を鳴らす。蒸気発生ヒータ５６及び蒸気加熱ヒータ４１への通電はこの時点で停止されるが、送風装置２５の運転は続行している。

調理終了を音と表示により知った使用者が被加熱物９０を取り出すべく使用者が扉１２を開けかかると、制御装置８０はダンパ４５の姿勢を切り替え、第２パイプ３３の入口を閉じるとともに排気口３２を開く。加熱室２０の中の気体は送風装置２５で吸い込まれ、排気口３２より排出される。第２パイプ３３の入口が閉じられたうえ、蒸気発生ヒータ５６、蒸気加熱ヒータ４１とも通電が止まっているので、噴気口４３から過熱蒸気が噴出することがない。従って使用者は過熱蒸気を浴びることなく被加熱物９０に手を差しのべることができる。

使用者はラック２２の上から調理済みの被加熱物９０を取り上げる。受皿２１を扉１２の上に引き出し、それから被加熱物９０を取り上げてもよい。これで調理を打ち切るのであれば、受皿２１に溜まった水や油を捨てる。必要があれば受皿２１とラック２２を洗浄し、再び加熱室２０にセットする。

蒸気調理器１は、蒸気によらず熱風だけで調理を行うことも可能である。その場合は蒸気発生ヒータ５６には通電せず、蒸気加熱ヒータ４１のみに通電することになる。蒸気発生ヒータ５６で消費される筈だった電力を蒸気加熱ヒータ４１の方に回すこととすれば、大熱量の熱風を得ることができる。

調理後にポット５１の中に残った水は、消毒用の塩素が抜けた状態になっており、そのまま放置しておくと雑菌や藻類が繁殖するおそれがある。そこで、使用者は適宜のタイミングで操作パネル１１を操作して制御装置８０に排水バルブ５４を開かせ、ポット５１の中の水を受皿２１に放出する。

ポット５１の中に残った水は、ミネラル成分の濃度が高くなっている。濃縮されたミネラル成分は排水パイプ５２、５３の屈曲部にスケールとして付着しやすい。そこで制御部８０は、排水バルブ５４を開いた後、少し時間を置いて洗浄バルブ６６を開く。洗浄バルブ６６が開くと、洗浄パイプ６５及び落差形成パイプ６７の中に溜まっていた、ミネラル成分の濃縮されていない水が放出され、排水パイプ５３とその屈曲部に付着していたミネラル成分を洗い流す。これにより、ミネラル成分がスケールと化すことを防ぐことができる。

加熱室２０に受皿２１がセットされていない状態で排水バルブ５４又は洗浄バルブ６６が開くと、水が加熱室２０の床面を濡らす。水の量が多ければ加熱室２０から外にこぼれることもあり得る。そこで、受皿２１を検知するセンサを設け、このセンサが受皿２１の存在を検知していないかぎり、制御装置８０が排水バルブ５４又は洗浄バルブ６６を開かないようにしておくとよい。

以上本発明の一実施形態につき説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲でさらに種々の変更を加えて実施することが可能である。

本発明の蒸気発生装置を備えた蒸気調理器の外観斜視図 前記蒸気調理器の加熱室の扉を開いた状態の外観斜視図 蒸気調理器の内部機構の基本構造図 加熱室の上面図 本発明の一実施形態に係る蒸気発生装置の垂直断面図 前記蒸気発生装置の水平断面図 蒸気調理器の制御ブロック図

符号の説明

１ 蒸気調理器
１０ キャビネット
１１ 操作パネル
１２ 扉
２０ 加熱室
２１ 受皿
２４ 気体吸込口
２５ 送風装置
３０ 外部循環路
３９ 気体戻し口
４０ サブキャビティ
４１ 蒸気加熱ヒータ
４３ 噴気口
５０ 蒸気発生装置
５１ ポット
５６ 蒸気発生ヒータ
６０ 伝熱ユニット
６２ フィン
６３ 給水パイプ
７３ ポンプ

Claims (6)

1. 以下の構成を備えた蒸気発生装置：
   （ａ）熱の良導体で形成され、内部で水を沸騰させる筒型のポット
   （ｂ）前記ポットを熱する蒸気発生ヒータ
   （ｃ）前記ポットの内面に設けられた熱の良導体からなる複数のフィンにより構成され、これらのフィンはポットの軸線方向に所定の長さを有するとともにその少なくとも一部がポット内の水に浸るものとした伝熱ユニット。
2. 前記蒸気発生ヒータの置かれた高さ位置と前記伝熱ユニットの置かれた高さ位置とがほぼ一致することを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生装置。
3. 前記ポットに給水する給水パイプが、前記フィンの間を通って下から上に延びることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸気発生装置。
4. 前記フィンの一部は水面上に露出しており、前記給水パイプはこのフィンの水面上露出部分に水を注ぐものであることを特徴とする請求項３に記載の蒸気発生装置。
5. 前記給水パイプを通じて前記ポットに水を送るポンプが、間欠的に給水動作を行うことを特徴とする請求項４に記載の蒸気発生装置。
6. 以下の構成を備えた蒸気調理器：
   （ａ）被加熱物を入れる加熱室
   （ｂ）前記加熱室からの気体吸込口と、加熱室への気体戻し口とを備えた外部循環路
   （ｃ）前記気体吸込口から気体戻し口へと向かう気流を前記外部循環路内に形成する送風装置
   （ｄ）前記外部循環路を通る気体に蒸気を供給する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。

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