JP2004061010A

JP2004061010A - 蒸気発生装置及び蒸気発生装置を備えた加熱調理装置

Info

Publication number: JP2004061010A
Application number: JP2002220993A
Authority: JP
Inventors: Yu Kawai; 河合　祐; Tomotaka Nobue; 信江　等隆; Shigeru Shirai; 白井　滋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: JP3894066B2

Abstract

【課題】加熱手段の制御のみの簡単制御で、且つ電源投入後、短時間で蒸気を発生させる装置を提供する。
【解決手段】蒸発部１９をダイキャスト１６の一部に設け、ダイキャストをシーズヒータ１７の発生熱で加熱すると共に、ダイキャスト１６に配管１５を内蔵させ、配管１３内部の水を加熱する際の水の体積変化を利用して、水を蒸発部１９に供給（滴下）して、蒸気を発生させる。よって、加熱手段の制御のみで、効率よく極短時間に蒸気を発生させることが可能となる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加湿しながら調理を行う加熱調理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の蒸気発生装置としては、ボイラー式のように水に発熱体を直接或いは間接的に接触させ加熱するものや、滴下式のように加熱体や被加熱体にダイヤフラムポンプなどの手段を用いて送水することにより少量の水を接触させるものなど様々なものがある。
【０００３】
なかでも調理器に関するものは、図５に示すような特開平８−１０５６２８号公報記載のスチーム調理器があり、タンク１内の水を少量滴下する水滴下手段２と、水滴下手段２の下方に位置し滴下した水を水蒸気にする発熱体３と、発熱体の温度を検知する温度センサー４と、発熱体で発生した水蒸気を加熱室筐体５内に搬送するための経路６を備え、発熱体の温度に応じて水滴下手段２を制御することで水蒸気を発生するようになっていた。
【０００４】
また、熱エネルギを用いて水を搬送する技術としては、図６に示すような特開平６−２４５８６３号公報記載のコーヒーメーカーに代表される熱搬送ポンプがあり、貯水タンク７に水を入れてヒータ８に通電すると、配管８内の水が熱湯となって沸騰し、蒸気と気泡を発生し急激に体積膨張する。この際、配管８の貯水タンク側には逆止弁９が設けられ阻止されて逆流せず、出湯口１０から熱湯が吐出する構成となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したように、ボイラー式のような構成では蒸気発生までに時間が必要であった。また、滴下式のような構成では水滴下手段と発熱体をそれぞれ単独で制御するものを組み合わせて制御する必要があった。
【０００６】
一方、コーヒーメーカーにおいては、湯を生成し搬送する用途に使用されるものであったうえ、配管部から蒸気が噴出するとしても蒸気を長時間発生することはできなかった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、加熱部に通電開始から短時間で蒸気を発生させるとともに、加熱部への通電制御のみで蒸気を発生させることができる蒸気発生装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、蒸発部と、蒸気部を加熱する加熱手段と、加熱手段の発生熱を利用して蒸発部に水を供給する液体搬送手段を備えたものである。
【０００９】
上記発明によれば、加熱手段の発生熱を利用して水を加熱しながら蒸発部に供給すると共に、蒸発部では供給した湯を加熱手段の発生熱で蒸気にすることになる。よって、簡単な制御構成、つまり加熱手段への通電制御のみで蒸気を発生することができる。また、蒸発部では予め加温された湯が滴下されるため、蒸発部での蒸気発生時間を短縮することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、蒸発部と、前記蒸発部を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の発生熱を利用して前記蒸発部に水を供給する液体搬送手段とを備えたものである。
【００１１】
そして、加熱手段を動作させると、加熱手段の発生熱が液体搬送手段に伝達され、液体搬送手段内部の一部の水が滞留状態で加熱され局部沸騰することで気泡を発生しながら体積膨張し、液体搬送手段から溢れ出て蒸発部に供給される。蒸発部では、加熱手段の発生熱で予め加熱されており、湯が蒸発部に少量滴下されることで直ちに蒸気となる。また、加熱手段の加熱を停止すると、直ちに液体搬送手段への発生熱の移動が停止し、液体搬送手段による蒸発部への湯の供給が停止する。よって、加熱手段のみを制御することで、液体の供給と蒸気発生の制御が行える。
【００１２】
請求項２記載の発明は、蒸発部を覆う水滴飛散防止手段を設けたものである。そして、水は加熱された疎水性の蒸発部の上に滴下されると、その特性から球状になり飛散するが、蒸発部を覆うように飛散防止手段を設けることで、飛散が防止できる。
【００１３】
また、水が蒸気になる場合、水中に含まれる蒸発残渣が析出するがその蒸発残渣のほとんどが、蒸発部及び飛散防止手段内部にとどめることができ、蒸発残渣を除去する際もこの部分だけ洗浄することでよい。
【００１４】
請求項３記載の発明は、蒸発部及び水滴飛散防止手段に親水性処理を施したものである。そして、水は加熱された疎水性の蒸発部の上に滴下されると、その特性から表面積を小さくするようになり球状になる。球状になれば、蒸発部と水との接触面積が急激に減少し、伝熱特性が低下するが、蒸発部を親水性に処理しておくと、濡れ性が向上し、急激に加熱されても球状にならない。よって、伝熱性特性が低下することなく短時間で蒸気を発生することが可能となる。
【００１５】
また、水滴飛散防止手段に、湯滴が飛散したとしても、親水性処理を施すことで、飛散防止手段の蓄熱エネルギにより、徐々に蒸気になるため、加熱手段の発生熱を有効に利用することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、蒸発部及び水滴飛散防止手段の内部にスチールウールなどの熱伝導性及び耐熱性を有する材料で形成した空隙体を充填したものである。
【００１７】
そして、蒸気は一粒一粒の熱エネルギが小さく、周囲の温度環境に応じてすぐに結露を起こす。また蒸気発生の際には、伝熱面積が大きいほど多くの蒸気を発生しやすい。よって蒸発部及び水滴飛散防止手段の内部にスチールウールなどの熱伝導性のある材料を充填することで、伝熱面積が増加するとともに、発生した蒸気の周囲の温度環境が一定になり、蒸気が発生しやすくなる。また、蒸発部及び水滴飛散防止手段で形成される空間の空隙が小さくなることで、水が急激に加熱された際の飛散を予め防止することにもなる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、液体搬送手段に供給する水を蓄える貯水手段を備え、蒸気発生装置本体より着脱可能な構成としたものである。
【００１９】
そして、液体搬送手段への水の供給量が増加し、長時間連続して蒸気を発生することができる。また、着脱自在にすることで、蒸気発生動作を停止することなく、貯水タンクを外して水を供給すれることが可能となるうえ、水の供給時に装置に内蔵されている電気部品に水をかけることなく、水の補給を行うことが可能となる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、蒸発部と液体搬送手段が熱伝導性の高い材料で接合したものである。
【００２１】
そして、蒸発部と液体搬送手段のそれぞれが一時的に保持する蓄熱エネルギが相互間で伝熱され、結果として蒸発部に水がない場合は液体搬送手段に加熱手段の発生熱が多く利用され、蒸発部に標準水量より多くの水が供給された場合蒸発部で加熱手段の発生熱が多く利用されることになる。
【００２２】
よって、蒸気発生開始時に蒸発部への伝熱量及び搬送に必要な伝熱量を自動的に制御することになる。また、液体搬送手段に供給する水の温度が異なっても搬送水量と蒸発量が自動的にバランスするようになる。よって水温を検知して搬送量を制御しなくてもよい。
【００２３】
請求項７記載の発明は、液体搬送手段は、一方が逆止弁を介して貯水手段に接続、他方が大気開放され、その中間部が加熱手段に接合された中間部配管と、前記配管の吐出部から吐出する水を蒸発部に導く導入管とからなり、前記吐出部を前記貯水手段の最高水位より上方に、前記中間部配管は前記貯水手段の最低水位より下方側に位置するようにしたものである。
【００２４】
そして、配管が鳥居状の配管となることなく、吐出部が貯水手段の最高水位より上方で大気開放されるため、サイフォン原理で連続して水が供給されることがない、よって加熱手段で発生する熱量に応じて搬送水量を制御することができる。また、配管中央部が貯水手段の最低水位より下方側に位置させることで、貯水手段内が残水することがない。
【００２５】
請求項８記載の発明は、加熱手段の発生熱を受熱する中間部配管を水平或いは上り勾配配管となる構成にしたものである。
【００２６】
そして、中央部配管の受熱する部分では加熱手段の発生熱により、局部沸騰し気泡が発生し、その気泡が配管の勾配に応じて徐々に吐出側に移動する。この際、水はその粘性により気泡に伴って移動するため、吐出口から吐出される湯量が少量で安定する。また、配管内の気泡が増加し、圧力が上昇する前に湯が吐出することで、湯の噴出しを防止できる。
【００２７】
請求項９記載の発明は、液体搬送手段の配管を、中間部から吐出口に至る領域は水平或いは上り勾配配管とする構成としたものである。
【００２８】
そして、最下部で加熱されることにより、水の比重差及び気泡の浮上エネルギを利用して湯を搬送できる。よって、少流量の吐出制御が可能となる。
【００２９】
請求項１０記載の発明は、水準器及び水平度の補正手段を備えたものである。
【００３０】
そして、水準器及び補正手段で装置の水平度が管理でき、安定した湯の吐出量制御が可能となり、蒸気の発生量が安定する。
【００３１】
請求項１１記載の発明は、蒸気を供給或いは発生させることで被加熱物を加熱する加熱室を備えたものである。
【００３２】
そして、蒸気を加熱室内に充満させることが可能となり、被加熱物を蒸気により加熱調理することができる。さらに短時間で蒸気を発生する装置を利用することで、調理時間が短縮できるうえ、加熱手段を停止すれば、蒸気の発生が停止するため、加熱室から被加熱物を即座に取り出し、提供することができる。
【００３３】
請求項１２記載の水滴飛散防止手段の加熱室内側表面は疎水処理を施したものである。
【００３４】
そして、加熱室内が被加熱物の調理により汚れが付着しても、ふき取るだけの簡単な掃除で汚れが除去しやすくなる。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００３６】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における蒸気発生装置の構成図、図２は蒸発部及び水滴飛散防止手段・液体搬送手段の一部を示す斜視図、図３は蒸発部及び水滴飛散防止手段・液体搬送手段の位置関係を示す断面構成図である。
【００３７】
図１〜図３を用いて構成を説明する。１１は蒸気発生装置のボディ、１２はボディ１１に着脱可能に設置された貯水手段、１３は貯水タンク１２から逆止弁１４及び配管１５を介して案内された水を加熱する発熱体である。なお、発熱体１３はアルミダイキャスト１６で、シーズヒータ１７及び配管１７の中間部配管１５ａを被覆するようしていると共に、その上面には、配管１７の吐出口１５ｂから吐出した湯を、導入管１８を介して滴下させることで蒸気を発生させるための凹部形状の蒸発部１９を有している。また配管１５の中間部配管１５ａ、及び中間部配管１５ａより吐出口１５ｂ側の吐出側配管１５ｃは水平或いは上り勾配配管となっている。
【００３８】
２０は蒸発部１９の上方側に設けた水滴飛散防止手段となるスリット２０ａ等の開口部を備えたカバーであり、そのカバーには導入管１８が挿入される連結口２０ｂが供えられている。またカバー２０及び蒸発部１９の空間には耐熱性を有する空隙体としてのスチールウール２１が充填されている。
【００３９】
２２は本体の水平度を確認する水準器であり、ボディ１１の上面に設けられている。また２３は水平度を校正する補正手段であり、らせん状の切込を前面部の支柱軸に備えた構成とすることで、水平度を調整できるようにしている。
【００４０】
次に動作、作用について図１〜図３を用いて説明する。上記貯水手段１２に水を入れ、ボディ１１にセットすると、スプリング１２ａにより、弁座１２ｂに付勢され閉止されていた弁体１２ｃが、ボディ１１に設けられていたピン１１ａにより押されて開成される。このようになると、水が配管１５内部に流れ込み、吐出口側配管１５ｃの水位と貯水タンク１２内の水位が同水位となる。
【００４１】
この状態で、シーズヒータ１７をに通電を開始すると、シーズヒータでの発生熱がアルミダイキャスト１６を介して中間部配管１５ａ及び蒸発部１９に伝熱される。特に中間部配管１５ａの内部では一部の水が湯になるとともに、沸騰して気泡を発生し、急激に体積膨張する。しかし、配管１５の給水タンク側１５ｄには逆止弁１４が設けられており、逆止弁が閉止することで逆流が阻止されて吐出側配管１５ｃに移動する。このように加熱された水が移動することで、吐出側配管１５ｃの水位が吐出口１５ｂ到達時以降は間欠的に導入管１８に供給されるようになる。
【００４２】
特に本実施例１においては中間部配管１５ａ及び吐出側配管１５ｃが水平或いは上り配管勾配になっているため、発生した気泡の浮力と、水が暖められることによる水の密度の変化により吐出口１５ｂ側に配管１５内部の水が少量づつ移動しやすくなっている。
【００４３】
その後、導入管１８に供給された湯は導入管１８内を落下し、カバー２０の連結口から蒸発部１９に供給される。また蒸発部１９はアルミダイキャスト１６一部分として構成しているためシーズヒータ１７の発生熱により昇温されているため、極短時間で水蒸気に状態が変化する。また、伝熱面積を増加させるために充填されたスチールウール２１及びカバー２０も発生熱により昇温されており、湯が蒸発部に少量供給されると、その表面から熱が伝熱され、蒸気が発生し、スリット２０ａを介して放出され易くなっている。
【００４４】
また蒸発部１９及びスチールウール２１、カバー２０の内側を珪酸（ＳｉＯ２）等を含む親水材料で処理していることで、水が球状になることなく、大きな接触面積が確保でき、より多くの蒸気を発生させやすくしている。一方、カバー２０の外側をフッ素等の疎水材料で処理することで、蒸発時の蒸発残さ等の汚れ強度を弱めることができ、汚れが付着しても水拭きすることで簡単に除去することができるようにしている。
【００４５】
また、配管中管部１５ａと蒸発部１９が熱伝導性の高いアルミダイキャスト１６を介して接続されていることで、蒸発部１９に湯がある場合は気化に必要なエネルギが多くなり、中央部配管１５ａへ伝熱量が若干であるが減少し、蒸発部１９への湯の供給を自動的に遅延するとともに、蒸発部１９での湯量が減少すれば、中央部配管１５ａへ伝熱量が若干増加し、蒸発部１９への湯の供給を自動的に促進するようになる。つまり、設計的な要素を含むが自動的に発生熱を蒸発及び湯の供給をバランスする状態となる。さらに常にアルミダイキャスト１６を介して水或いは湯を接触させていることで、アルミダイキャスト１６からの放熱ロスが非常に少なくなっている。
【００４６】
なお、本実施例１においては加熱手段をアルミダイキャスト１６で覆われたシーズヒータ１７としたが、ヒータは線ヒータ、セラミックヒータなどでも構成は可能である。また本実施例１においては直接伝熱する構成となっているが、ミラクロンヒータやハロゲンヒータの様な輻射熱を伝熱する構成とすることも可能である。
【００４７】
本実施例１においては本体の水平度を確認する水準器２２と補正手段２３を調整することで、使用時の装置の水平度つまり、配管１５の傾きを高精度に維持することができるため、設置場所によらず短時間での蒸気発生と効率良い蒸気発生が実現できる。
【００４８】
（実施例２）
図４は本発明の実施例２における蒸気発生装置を有する加熱調理装置の外観図である。図４を用いて構成、動作を説明するが、本実施例２の加熱調理装置は上記実施例１に示した蒸気発生装置を組み込んだもので、構成及び動作について同様の部分があり、実施例１の図面番号を用いて説明を記載すると共に、同様の記載についてはその内容を省略する。
【００４９】
図４を用いて構成を説明する。２４は被加熱物２５を蒸気により加熱する加熱調理装置であり、被加熱物を搬入出するための開閉ドア２６と筐体２７とで構成されている。筐体２７は、被加熱物を入れるための加熱室２８と蒸気発生装置２９を内蔵する装置室３０とを備えている。加熱室２８にはその底部に蒸発部１９が加熱室２８に開放して設けられ、その上部に水滴飛散防止手段であるカバー２０、及び空隙体であるスチールウール２１が設置できる様にしている（図示せず）。導入管１８は装置室３１より加熱室２８の側部を貫通し、その後蒸発部１９に導かれるように構成されている。
【００５０】
次に動作について図４を用いて説明する。貯水タンク１２に水を満たした状態で加熱調理装置２４のタイマー機能を有する電源ＳＷ（図示せず）をＯＮすると、湯が少量づつ導入管１８から蒸発部１９に滴下するように供給される。この際、蒸発部１９は高温になっており、その熱エネルギにより滴下された湯が熱交換により蒸気に変化する。この状態が継続されると、加熱室２８内が、蒸気で充満され、加熱室１９内に置かれた被加熱物２５の表面からその内部に熱エネルギが伝わる。所定時間が経過するとタイマー機能により自動的に電源がＯＦＦされ調理が終了する。特に蒸気発生装置２９の蒸気発生開始時間を短時間することでスチーム調理が早くできるようになる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、蒸気部を加熱する加熱手段の発生熱を利用する液体搬送手段を備えることで、加熱手段の動作制御のみで、液体の搬送と、液体の気化が行える。さらに、液体の気化の際には、予め液体を加熱していることで、気化に必要な熱エネルギが小さくなり、蒸発部の熱容量を小さくすることが可能となり、加熱部の小型化も可能となる。よって、短時間での蒸気発生が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における蒸気発生装置の構成図
【図２】実施例１における蒸発部及び水滴飛散防止手段・液体搬送手段の一部を示す斜視図
【図３】実施例１における蒸発部及び水滴飛散防止手段・液体搬送手段の位置関係を示す断面構成図
【図４】本発明の実施例２における蒸気発生装置を有する加熱調理装置の概略図
【図５】従来例におけるスチーム調理器の断面構成図
【図６】従来例におけるコーヒーメーカーの断面構成図
【符号の説明】
１１　蒸気発生装置のボディ
１２　貯水タンク
１３　加熱手段（１７　シーズヒータ）
１４　逆止弁
１５　配管
１５ａ　中間部配管
１５ｂ　吐出口
１５ｃ　吐出側配管
１６　アルミダイキャスト
１９　蒸発部
２０　カバー（水滴飛散防止手段）
２１　スチールウール（空隙体）
２２　水準器
２３　補正手段
２４　加熱調理装置
２９　加熱室
３０　蒸気発生装置

Claims

蒸発部と、前記蒸発部を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の発生熱を利用して前記蒸発部に水を供給する液体搬送手段とを備えた蒸気発生装置。
蒸発部を覆う水滴飛散防止手段を備えた請求項１に記載の蒸気発生装置。
蒸発部及び水滴飛散防止手段に親水性処理を施した請求項１または２に項記載の蒸気発生装置。
蒸発部及び水滴飛散防止手段の内部に熱伝導性及び耐熱性を有する材料で形成した空隙体を充填した請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
液体搬送手段に供給する水を蓄える貯水手段を備え、蒸気発生装置本体より着脱可能な構成とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
蒸発部と液体搬送手段が熱伝導性の高い材料で接合された請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
液体搬送手段は、一方が逆止弁を介して貯水手段に接続、他方が大気開放され、その中間部が加熱手段に接合された中間部配管と、前記配管の吐出部から吐出する水を蒸発部に導く導入管とからなり、前記吐出部を前記貯水手段の最高水位より上方に、前記中間部配管は前記貯水手段の最低水位より下方側に位置するようにした請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
加熱手段の発生熱を受熱する中間部配管は水平或いは上り勾配配管とする構成とした請求項７に記載の蒸気発生装置。
液体搬送手段の配管は、その中間部配管から吐出口に至る領域は水平或いは上り勾配配管とする構成とした請求項７または８のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
水準器あるいは水平度の補正手段を備えた請求項７〜９のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
蒸気を供給或いは発生させることで被加熱物を加熱する加熱室を備えた請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蒸気発生装置を有する加熱調理装置。
水滴飛散防止手段の加熱室内側表面は疎水処理を施した請求項２〜１１のいずれか１項に記載の蒸気発生装置を有する加熱調理装置。