JP2005055143A - 蒸気発生機能付き高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水を蒸発皿に滴下したときに滴下された水の蒸発に至るまでの速さを著しく速くすることができる加熱効率のよい蒸気発生機能付き高周波加熱装置を提供する。
【解決手段】 高周波発生部と、被加熱物を収容する加熱室の底面に設けられた蒸発皿および該蒸発皿を加熱するヒータ装置とで構成されて前記加熱室内で蒸気を発生する蒸気発生部と、を備えた蒸気発生機能付き高周波加熱装置において、前記ヒータ装置をアルミダイキャスト１１１にシーズヒータ１１３を埋め込んで成るヒータ装置１１とし、これを蒸発皿２２の裏側に直付けした。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、高周波加熱と蒸気加熱とを組み合わせて被加熱物を加熱処理する蒸気発生機能付き高周波加熱装置に関するもので、特にその蒸気加熱に関するものである。

従来の高周波加熱装置は、加熱用の高周波発生装置を備えた電子レンジや、この電子レンジに熱風を発生させるコンベクションヒータを付加したコンピネーションレンジ等がある。また、蒸気を加熱室に導入して加熱するスチーマーや、スチーマーにコンベクションヒータを付加したスチームコンベクションオーブン等も加熱調理器として利用されている。

上記の加熱調理器により食品等を加熱調理する際、食品の加熱仕上がり状態が最も良好な状態になるように加熱調理器を制御する。即ち、高周波加熱と熱風加熱とを組み合わせた調理はコンビネーションレンジ、蒸気加熱と熱風加熱とを組み合わせた調理はスチームコンベクションオーブンによりそれぞれ制御することができる。しかし、高周波加熱と蒸気加熱とを組み合わせた調理は、それぞれの加熱処理を別個の加熱調理器間で加熱食品を移し替えて行う等の手間が生じることになる。その不便を解消するために、高周波加熱と、蒸気加熱と、電熱加熱とを一台の加熱調理器で実現したものがある（例えば特許文献１参照）。

ところが、上記公報の構成によれば、加熱蒸気発生のための気化室が加熱室の下方に埋設されており、常に貯水タンクから一定水位で水が供給されるようになっている。従って、日常における加熱室周辺の清掃作業が行いにくく、特に気化室においては、蒸気発生の過程で水分中のカルシウムやマグネシウム等が濃縮され、気化室底部やパイプ内に沈殿固着し、蒸気発生量が少なくなり、その結果、カビ等の繁殖しやすい不衛生な環境となる問題があった。

また、蒸気を加熱室に導入する方法として、加熱室の外側に配置されたボイラー等の加熱手段により蒸気を発生させ、ここで発生した蒸気を加熱室に供給する方式も考えられるが、蒸気導入のためのパイプに雑菌の繁殖、凍結による破損、錆等による異物混入等の問題を生じ、また、加熱手段の分解・清掃が困難であることが多く、食品を扱うために特に衛生上配慮の必要がある加熱調理器においては、外部から蒸気を導入する方式は採用し難いものであった。

さらに、加熱調理器には被加熱物の温度を測定する赤外線センサ等の温度センサを設ける場合が多いが、蒸気が加熱室内に充満すると、赤外線センサは、被加熱物の温度ではなく、被加熱物との間に存在する蒸気の浮遊粒子の温度を測定するようになる。このため、被加熱物の温度を正確に計ることができなくなる。すると、赤外線センサの温度検出結果に基づいてなされる加熱制御が正常に動作しなくなり、例えば加熱不足、加熱過剰等の不具合が発生し、特にシーケンシャルな手順で自動調理を行う場合には、加熱不良のまま次のステップに進むことになり、単なる再加熱や放冷等により対処できず、調理が失敗に終わる可能性もある。

また、被加熱物の種類や冷凍品、冷蔵品等といった各温度状態に応じて、必ずしも加熱効率の高い加熱パターンで加熱することができず、加熱時間が長くなるという問題があった。

そこで、上記事情を考慮して、本出願人は先に、先行発明として、蒸気発生部が清掃容易で常に衛生的に保つことができ、また、被加熱物の温度を正確に測定することで適正な加熱処理を行うことができるようにし、また、加熱効率を高めることのできる蒸気発生機能付き高周波加熱装置を開発した。

図１〜図７は本出願人の先行発明に係る蒸気発生部を備えた蒸気発生機能付き高周波加熱装置を示している。

図１は高周波加熱装置の開閉扉を開けた状態を示す正面図、図２はこの装置に用いられる蒸気発生部の蒸発皿を示す斜視図、図３は蒸気発生部の蒸発皿加熱ヒータと反射板を示す斜視図、図４は蒸気発生部の断面図である。

この蒸気発生機能付き高周波加熱装置６０は、被加熱物を収容する加熱室６２に、高周波（マイクロ波）と蒸気との少なくともいずれかを供給して被加熱物を加熱処理する加熱調理器であって、高周波を発生する高周波発生部としてのマグネトロン７０と、加熱室６２内で蒸気を発生する蒸気発生部６９と、加熱室６２内の空気を撹拌・循環させる循環ファン６４と、加熱室６２内を循環する空気を加熱する室内気加熱ヒータとしてのコンベクションヒータ６６と、加熱室６２の壁面に設けた検出用孔を通じて加熱室６２内の温度を検出する赤外線センサ６３とを備えている。

加熱室６２は、前面開放の箱形の本体ケース６１内部に形成されており、本体ケース６１の前面に、加熱室６２の被加熱物取出口を開閉する透光窓７１ａ付きの開閉扉７１が設けられている。開閉扉７１は、下端が本体ケース６１の下縁にヒンジ結合されることで、上下方向に開閉可能となっている。加熱室６２と本体ケース６１との壁面間には所定の断熱空間が確保されており、必要に応じてその空間には断熱材が装填されている。特に加熱室６２の背後の空間は、循環ファン６４及びその駆動モータ８４（図７参照）を収容した循環ファン室６７となっており、加熱室６２の後面の壁が、加熱室６２と循環ファン室６７とを画成する仕切板６８となっている。仕切板６８には、加熱室６２側から循環ファン室６７側への吸気を行う吸気用通風孔６５と、循環ファン室６７側から加熱室６２側への送風を行う送風用通風孔７２とが形成エリアを区別して設けられている。各通風孔６５，７２は、多数のパンチ孔として形成されている。

循環ファン６４は、矩形の仕切板６８の中央部に回転中心を位置させて配置されており、循環ファン室６７内には、この循環ファン６４を取り囲むようにして矩形環状のコンベクションヒータ６６が設けられている。そして、仕切板６８に形成された吸気用通風孔６５は循環ファン６４の前面に配置され、送風用通風孔７２は矩形環状のコンベクションヒータ６６に沿って配置されている。循環ファン６４を回すと、風は循環ファン６４の前面側から駆動モータ８４のある後面側に流れるように設定されているので、加熱室６２内の空気が、吸気用通風孔６５を通して循環ファン６４の中心部に吸い込まれ、循環ファン室６７内のコンベクションヒータ６６を通過して、送風用通風孔７２から加熱室６２内に送り出される。従って、この流れにより、加熱室６２内の空気が、撹拌されつつ循環ファン室６７を経由して循環されるようになっている。

マグネトロン７０は、例えば加熱室６２の下側の空間に配置されており、マグネトロンより発生した高周波を受ける位置にはスタラー羽根７３が設けられている。そして、マグネトロン７０からの高周波を、回転するスタラー羽根７３に照射することにより、該スタラー羽根７３によって高周波を加熱室６２内に撹拌しながら供給するようになっている。なお、マグネトロン７０やスタラー羽根７３は、加熱室６２の底部に限らず、加熱室６２の上面や側面側に設けることもできる。

蒸気発生部６９は、図２に示すように加熱により蒸気を発生する水溜凹所７５ａを有した蒸発皿７５と、蒸発皿７５の下側に配設され、図３及び図４に示すように蒸発皿７５を加熱する蒸発皿加熱ヒータ７６と、該ヒータの輻射熱を蒸発皿７５に向けて反射する断面略Ｕ字形の反射板７７とから構成されている。蒸発皿７５は、例えばステンレス製の細長板状のもので、加熱室６２の被加熱物取出口とは反対側の奥側底面に長手方向を仕切板６８に沿わせた向きで配設されている。なお、蒸発皿加熱ヒータ７６としては、ガラス管ヒータ、シーズヒータ、プレートヒータ等が利用できる。

図５は蒸気発生機能付き高周波加熱装置６０を制御するための制御系のブロック図である。この制御系は、例えばマイクロプロセッサを備えてなる制御部７０１を中心に構成されている。制御部７０１は、主に、電源部７０３、記憶部７０５、入力操作部７０７、表示パネル７０９、加熱部７１１、冷却用ファン８１等との間で信号の授受を行っている。

入力操作部７０７には、加熱の開始を指示するスタートスイッチ７１９、高周波加熱や蒸気加熱等の加熱方法を切り替える切替スイッチ７２１、予め用意されているプログラムをスタートさせる自動調理スイッチ７２３等の種々の操作スイッチが接続されている。

加熱部７１１には、高周波発生部７０、蒸気発生部６９、循環ファン６４、赤外線センサ６３等が接続されている。また、高周波発生部７０は、電波撹拌部（スタラー羽根の駆動部）７３と協働して動作し、蒸気発生部６９には、蒸発皿加熱ヒータ７６、室内気加熱ヒータ６６（コンベクションヒータ）等が接続されている。なお、このブロック図には、上で説明した機械的構成要素以外の要素（例えば、送水ポンプ８０や扉送風用ダンパ８２、排気用ダンパ８３等）も含まれているが、これらについては後の実施形態で説明する。

次に、上述した蒸気発生機能付き高周波加熱装置６０の基本的な動作について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。

操作の手順としては、まず、加熱しようとする食品を皿等に載せて加熱室６２内に入れ、開閉扉７１を閉める。そして、加熱方法、加熱温度又は時間を入力操作部７０７により設定して（ステップ１０、以降はＳ１０と略記する）、スタートスイッチをＯＮにする（Ｓ１１）。すると、制御部７０１の動作によって自動的に加熱処理が行われる（Ｓ１２）。

即ち、制御部７０１は、設定された加熱温度・時間を読み取り、それに基づいて最適な調理方法を選択・実行し、設定された加熱温度・時間に達したか否かを判断して（Ｓ１３）、設定値に達したときに、各加熱源を停止して加熱処理を終了する（Ｓ１４）。なお、Ｓ１２では、蒸気発生、室内気加熱ヒータ、循環ファン回転、高周波加熱を、それぞれ個別或いは同時に行う。

上記した動作の際に、例えば「蒸気発生＋循環ファンＯＮ」のモードが選択・実行された場合の作用を説明する。このモードが選択されると、図７に本高周波加熱装置６０の動作説明図を示すように、蒸発皿加熱ヒータ７６がＯＮされることで、蒸発皿７５の水が加熱され蒸気Ｓが発生する。蒸発皿７５から上昇する蒸気Ｓは、仕切板６８の略中央部に設けた吸気用通風孔６５から循環ファン６４の中心部に吸引され、循環ファン室６７を経由して、仕切板６８の周部に設けた送風用通風孔７２から、加熱室６２内へ向けて吹き出される。吹き出された蒸気は、加熱室６２内において撹拌されて、再度、仕切板６８の略中央部の吸気用通風孔６５から循環ファン室６７側に吸引される。これにより加熱室６２内と循環ファン室６７に循環経路が形成される。なお、仕切板６８の循環ファン６４の配置位置下方には送風用通風孔７２を設けずに、発生した蒸気を吸気用通風孔６５に導かれるようにしている。そして、図中白抜き矢印で示すように、蒸気が加熱室６２を循環することによって、被加熱物Ｍに蒸気が吹き付けられる。

この際、室内気加熱ヒータ６６をＯＮにすることによって、加熱室６２内の蒸気を加熱できるので、加熱室６２内を循環する蒸気の温度を高温に設定することができる。従って、いわゆる過熱蒸気が得られて、被加熱物Ｍの表面に焦げ目を付けた加熱調理も可能となる。また、高周波加熱を行う場合は、マグネトロン７０をＯＮにし、スタラー羽根７３を回転することで、高周波を加熱室６２内に撹拌しながら供給して、ムラのない高周波加熱調理を行うことができる。

このように、先行発明の高周波加熱装置によれば、加熱室６２の外部ではなく内部で蒸気を発生する構成にしているので、加熱室６２内を清掃する場合と同様に、蒸気を発生する蒸発皿７５の清掃を簡単に行うことができる。例えば、蒸気発生の過程では、水分中のカルシウムやマグネシウム、塩素化合物等が濃縮されて蒸発皿７５の底部に沈殿固着することがあるが、蒸発皿７５の表面に付着したものを布等で拭き取るだけできれいに払拭することができる。 また、図４で説明したように、高周波加熱装置の内部に設置された蒸発皿を加熱ヒータで輻射加熱しており、さらに加熱ヒータからの輻射熱を反射板で蒸発皿へ反射するようにしているので、加熱効率がアップする。

また、図８の（Ａ１）において、１０は装置本体筺体、１１は平板状ヒータ装置である。平板状ヒータ装置１１は、アルミニウムダイキャストにＵ字型シーズヒータを埋め込んだヒータ装置を平板状に仕上げたもので、この平板状部分を鉄板製蒸発皿の裏側に直付けしているのが特徴である。

図９は平板状ヒータ装置の分解斜視図である。

（Ａ）において、２０は金属製蒸発皿で、皿の側面２１と底部２２とで皿部を構成し、ビス孔２３が開けられている。

（Ｂ１）において、１１はアルミダイキャストで作られたヒータ装置、１１１は蒸発皿底部１１への当接部、１１２は取付部、１１３は鋳込まれたＵ字型シーズヒータである。ビス孔１１７と（Ａ）のビス孔２３がビス１９で固定される。

（Ｂ２）において、（Ｂ１）と同じ符号は同一物を指すので説明は省略する。ここでは、シーズヒータ１１３がＵ字型をして鋳込まれているのが判る。また、アルミダイキャストの裏側には、２個の隆起部１１ａ、１１ｂが形成されており、図で左側の第１の隆起部１１ａには後述するサーミスタを挿入するための挿入孔が形成されている。

また、図で右側の第２の隆起部１１ｂには後述する給水パイプ１１４が固定されている。 このような構成にすることにより、シーズヒータ１１３で発熱した熱はアルミダイキャスト当接部１１１から蒸発皿２０に直接熱伝導されることになるので、図８の（Ｂ）に示す従来の管ヒータ１３と反射板１４による輻射式加熱装置１５と比べて熱伝導が著しく速くなり、従ってスチームによる加熱調理が速くなる。
特開昭５４−１１５４４８号公報

このようにして、先行発明においては、加熱効率が従来装置よりも大きく改善され、かつ手入れも簡単に行えるようになった。

しかしながら、本出願人はまだこれに満足せず、さらに加熱効率のアップを求め、また反射板が嵩張るため小型化の流れにそぐわなかったので、これを使用しないことを考えた。

本発明は、これらの欠点を改良するもので、同じワット数でありながら、水を滴下したときに滴下された水の蒸発に至るまでの速さが著しく速くなる小型化された先行発明の構成では、ヒータ装置が直接ビスで蒸発皿に固定されていたので、図１３および図１４に示すように、ヒータ装置２０８の熱により蒸発皿２０６が変形してしまうと、ヒータ装置２０８と蒸発皿２０６の接触面にスキマが生じる。スキマが生じると、蒸発皿２０６とヒータ装置２０８の密着が悪くなり、ヒータ装置２０８の温度が蒸発皿２０６へ熱伝導し難くなり蒸気発生の効率が落ちる、また、ヒータ装置２０８の温度は上昇し続けるのでサーミスタによりヒータ装置２０８の通電がＯＦＦし、更に蒸気の発生が悪くなるという課題を有していた。

また、ヒータ装置と蒸発皿の接触面にスキマがある場合と、スキマなしの場合の加熱室内の蒸気温度（スキマなしの場合１０分後に９０℃以上となる）との温度差は数十度となってします。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、蒸発皿とヒータ装置との密着を良くし、サーミスタのヒータ装置への通電ＯＦＦを無くし、最良の蒸気発生を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の蒸気発生機能付き高周波加熱装置の発明は、高周波発生部と、被加熱物を収容する加熱室の底面に設けられた蒸発皿および該蒸発皿を加熱するヒータ装置とで構成されて前記加熱室内で蒸気を発生する蒸気発生部と、前期ヒータ装置を保持する保持板と、を備えた蒸気発生機能付き高周波加熱装置において、前記ヒータ装置をアルミダイキャストにシーズヒータを埋め込んで成るヒータ装置とし、前記保持板は、ヒータ装置を蒸発皿の裏側に押し付けるように配設したことを特徴とする。

このような構成にすることにより、ヒータ装置は常に蒸発皿に密着している状態になり、ヒータ装置の熱は蒸発皿の水に伝わりサーミスタにより通電をＯＦＦされることがなくなるので、安定した蒸気量を提供することができる。

以上のように、請求項１〜４の記載の蒸気発生機能付き高周波加熱装置の発明によれば、ヒータ装置は常に蒸発皿に密着している状態になり、ヒータ装置の熱は蒸発皿の水に伝わりサーミスタにより通電をＯＦＦされることがなくなるので、安定した蒸気量を提供することができる。

また、ヒータ装置をアルミダイキャストにシーズヒータを埋め込んで成るヒータ装置を蒸発皿の裏側に押し付けることで、常に密着性がよく、熱の伝達性が向上することで、同ワット数でありながら、水を滴下したときに滴下された水の蒸発に至るまでの速さが著しく速くすることができるようになる。

第１の発明は高周波発生部と、被加熱物を収容する加熱室の底面に設けられた蒸発皿および該蒸発皿を加熱するヒータ装置とで構成されて前記加熱室内で蒸気を発生する蒸気発生部と、前期ヒータ装置を保持する保持板と、を備えた蒸気発生機能付き高周波加熱装置において、前記ヒータ装置をアルミダイキャストにシーズヒータを埋め込んで成るヒータ装置とし、前記保持板は、ヒータ装置を蒸発皿の裏側に押し付けるように配設することにより、ヒータ装置は常に蒸発皿に密着している状態になり、ヒータ装置の熱は蒸発皿の水に伝わりサーミスタにより通電をＯＦＦされることがなくなるので、安定した蒸気量が確保できる。

第２の発明は、特に、第1の発明の保持板を、蒸発皿にビス締めしないように構成することにより、蒸発皿とヒータ装置は常に連動し、ヒータ装置の熱により蒸発皿が変形し隙間が発生した場合にも、保持板がヒータ装置を押し付け蒸発皿との密着を確保することができる。

第３の発明は、特に、第1の発明の蒸発皿を、ヒータ装置の長手方向側に凸となるように構成することにより、ヒータ装置と蒸発皿の密着を更に高めることができる。

第４の発明は、特に、第1の発明の保持板を、ヒータ装置の長手方向側に凸となるように構成することにより、ヒータ装置と蒸発皿の密着を更に高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。以下、本発明の蒸気発生機能付き高周波加熱装置の好適な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図８は本発明に係る加熱装置の概略構成を示す側面断面図で、Ａ１は本発明の第１の実施の形態、Ａ２及びＢは上述した先行発明のものをそれぞれ示している。

（実施の形態１）
第１の実施の形態を示す図８の（Ａ１）において、１０は装置本体筺体、１１は平板状ヒータ装置である。平板状ヒータ装置１１は、アルミニウムダイキャストにＵ字型シーズヒータを埋め込んだヒータ装置を平板状に仕上げたもので、この平板状部分を鉄板製蒸発皿の裏側に直付けしているのが特徴である。

図９は平板状ヒータ装置の分解斜視図で、（Ａ）は蒸発皿、（Ｂ１）はヒータ装置の蒸発皿への取り付け側、（Ｂ２）は裏側の各斜視図である。

（Ａ）において、２０は金属製蒸発皿で、皿の側面２１と底部２２とで皿部を構成し、ビス孔２３が開けられている。

（Ｂ１）において、１１はアルミダイキャストで作られたヒータ装置、１１１は蒸発皿底部１１への当接部、１１２は取付部、１１３は鋳込まれたＵ字型シーズヒータである。ビス孔１１７と（Ａ）のビス孔２３がビス１９で固定される。

（Ｂ２）において、（Ｂ１）と同じ符号は同一物を指すので説明は省略する。ここでは、シーズヒータ１１３がＵ字型をして鋳込まれているのが判る。また、アルミダイキャストの裏側には、２個の隆起部１１ａ、１１ｂが形成されており、図で左側の第１の隆起部１１ａには後述するサーミスタを挿入するための挿入孔が形成されている。

また、図で右側の第２の隆起部１１ｂには後述する給水パイプ１１４が固定されている。

このような構成にすることにより、シーズヒータ１１３で発熱した熱はアルミダイキャスト当接部１１１から蒸発皿２０に直接熱伝導されることになるので、図８の（Ｂ）に示す従来の管ヒータ１３と反射板１４による輻射式加熱装置１５と比べて熱伝導が著しく速くなり、従ってスチームによる加熱調理が速くなる。

図１０は、実施の形態に係る平板状ヒータ装置に保持板を取り付けた斜視図である。

図１０において、保持板２０９にヒータ装置２０８を取り付けた構成であり、ビス等による固定もしくは、勘合などによる固定でもかまわない。 図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る蒸発皿とヒータ装置周辺の断面図を示す。

図１２において、蒸発皿２０６は加熱室２０７の後方下部に位置しヒータ装置２０８の長手方向側に対して凸形状になっている、ヒータ装置２０８は保持板２０９により蒸発皿２０６に押し付けられている、保持板２０９はビス２１０で蒸発皿２０６と加熱室２０７の左右に友締めされているものであり、蒸発皿２０６とヒータ装置２０８は密着しているがビス２１０等による直接的かつ機械的固定はされていない。

更に保持板２０９はヒータ装置２０８の長手方向側に対して、ヒータ装置２０８を弾性的に押し付けるために凸形状になっている。実験では蒸発皿２０６／ヒータ装置２０８の凸形状の高さは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍが最適な密着状態を維持できた。

ここで、蒸発皿２０６とヒータ装置２０８が密着していてスキマがない場合と、密着していなくてスキマがある場合の加熱室内の温度の違いを図１５と図１６を用いて説明する。

図１５は、ヒータ装置２０８と蒸発皿２０６に隙間が発生した状態におけるヒータ温度及び加熱室内の温度を示す図である。

図１６は、ヒータ装置２０８と蒸発皿２０６が密着状態におけるヒータ温度及び加熱室内の温度を示す図である。

図１５のグラフに示すようにスキマがある場合、ヒータ装置２０８の熱はスキマにより蒸発皿２０６に熱伝導ができなくヒータ装置２０８自身の温度が上昇してしまい、ヒータ保護の為のヒータＯＦＦレベルにかかり通電がされなくなる、この為グラフのように加熱室の温度は７０℃〜８０℃位になってしまい蒸気による調理が可能な温度(茶碗蒸の卵液の凝固に必要な温度は８２℃以上)に達しないので調理ができない。

図１６のグラフに示すようにスキマがなくヒータ装置２０８と蒸発皿２０６が密着している場合は、ヒータ装置２０８の熱は蒸発皿２０６に熱伝導し蒸発皿２０６内の水に熱変換される為、ヒータ装置２０８自身の温度はヒータＯＦＦレベルまで上がらず常に通電された状態になり、効率良く水を蒸気に変換することができ加熱室の温度も９０℃以上となり、蒸気による調理に十分な温度を確保することができる。

以上のように構成された高周波加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、ヒータ装置２０８は保持板２０９により蒸発皿２０６に押し付けられた構成になっており、ヒータ装置２０８の熱により蒸発皿２０６が変形しても、ビス２１０等でヒータ装置２０８と蒸発皿２０６が固定されていないので保持板２０９により押し付けられ密着を維持できる、更に蒸発皿２０６と保持板２０９は対向するように凸形状にすることで、より密着度を増すことができる。

以上のように、本実施の形態においては高周波発生部と、被加熱物を収容する加熱室２０７と、蒸発皿２０６および該蒸発皿２０６を加熱するアルミダイキャストにシーズヒータを埋め込んで成るヒータ装置２０８と、ヒータ装置２０８に配設されたサーミスタと、前記加熱室内で蒸気を発生する蒸気発生部と、前期ヒータ装置２０８を保持する保持板２０９と、を備えた蒸気発生機能付き高周波加熱装置において、 前記保持板２０９はヒータ装置２０８を蒸発皿２０６に押し付けるように配設することにより、ヒータ装置２０８は常に蒸発皿２０６に密着している状態になり、ヒータ装置２０８の熱は蒸発皿２０６の水に伝わりサーミスタにより通電をＯＦＦされることがなくなるので、安定した蒸気量を提供することができるようになり、蒸篭なみの蒸し料理を提供することができる。

ヒータ装置に電流を流してから蒸発開始するまでの時間を計測したところ、従来例では約６０秒かかったが、本発明によれば約３０秒で約３０秒の短縮ができた。

また、発生する蒸気量についてみると、従来例では１分につき１０ｃｃであるのに対して本発明によれば１分につき１２〜１３ｃｃであり、２０〜３０％も多く蒸発させることができた。このように、開始時間の短縮と蒸発量のアップによる調理時間の短縮が可能となる。

なお、蒸発皿に対して、ヒータ装置の取り付け位置や個数については、調理器の使用用途によって構成は多数考えられる。図１１にその一例を紹介する。

図１１は本発明に係る高周波加熱装置における蒸発皿の設置個所と個数を説明する図で、（ａ）は高周波加熱装置の開閉扉を開けた状態を示す正面図、（ｂ）は蒸発皿の位置を示す概略正面図である。

図１１（ａ）において、４０は蒸気発生機能付き高周波加熱装置、４１は加熱室内の上天井、４２は右側壁、４３は左側壁、４４は底面、４５は蒸発皿付き金属板、４６Ｒは右蒸発皿、４６Ｌは左蒸発皿、４７Ｒは右給水口、４７Ｌは左給水口、４９は循環ファンである。

本発明に係る蒸発皿４６は上述のように、蒸発能力が大きいので従来のような電子レンジの奥に横に横断して設ける（図１の１５参照）必要はなく、図１１（ｂ）のように電子レンジの奥の右隅か左隅に１ヵ所（（ｂ）の（イ））か又は（ロ）のように電子レンジの奥の左右両隅に２ヶ所に設けるようにすればよい。

この場合、従来と同程度の蒸発能力を得るのであれば１個で十分である。

ただ、料理の種類によって瞬時的にスチームを多く必要とする場合等には２個あるのが便利で、その場合両方を使い、スチームをそれほど必要としない場合は一方だけで済ませるようにすればスチームのコントロールをすることができるようになる。また、別の使い方としては、一方を連続加熱動作させながら、もう一方を停止または断続動作させてスチーム調整を行うことも可能である。

たとえば、冷凍シュウマイに、輻射熱によるスチーム（従来例）と伝導熱によるスチーム（本発明）を当てて調理したところ、その重量変化率が、従来例では０．９％増しであるのに対して、本発明では１．６％増しとなった。すなわち、伝導熱により高速蒸発させたスチームの熱と電波を併用して温めると、輻射熱によるよりも、庫内に早く蒸気が行き渡って食品表面に付くので、食品に水分を与えながら温めることができ、輻射熱によるスチームの増加（０．９％増し）よりもさらに水分が増え（１．６％増し）、よりしっとりとしたシューマイが出来上がることとなる。

また、焼きとりの調理では従来例では２．６％減となるのに対して本発明では２．３％減となった。すなわち、伝導熱により高速蒸発させたスチームの熱と電波を併用して温めると、輻射熱による従来装置よりも、庫内に早く蒸気が行き渡って調理が早く終了するので、電波加熱による食品の乾燥を早く止めることができ、従来装置の乾燥による重量の減少（２．６％減）よりも、乾燥が少ない（２．３減）ため、パサパサ感がより少なくなることとなる。

このように、本発明によれば加熱に要する時間が従来よりも短くなるので電波で加熱する時間も短くなり、したがってその間対象物の水分が蒸発してゆく時間も短くなり、対象物の水分の減り方が少なくなる。

ヒータ装置（アルミダイキャスト）自身の温度をヒータ中心部に埋設したサーミスタで検出して検出値が所定値を超えたらヒータ装置に電流を流さなくする通常の温度制御（蒸発量の制御）の他に、前記蒸発皿に水が無くなったときの異常時の制御をも行なわせることができる。その具体例としては、サーミスタのオフレベルを連続２回又はそれ以上の所定回行われた場合にヒータ装置への給電を中止し、スチーム加熱を停止させるようにするのがよい。このような構成にすることにより、異常時の過熱制御を迅速に行うことができるようになる。その過熱保護動作は次のようになる。

サーミスタ５０は、貯水タンクより給水されて給水受け皿４５に水が充填されている場合には、加熱手段１１３の温度上昇に伴い検出温度レベルが上昇する。しかし、給水受け皿４５に水が無くなった場合、加熱手段には通電が行われているので、検出温度レベルが急激に上昇し、上限基準値を超える。

図示略の制御回路は、上限基準値を超えた時点で加熱手段１１３への通電を遮断する。この時点でオーバシュートは有るものの、サーミスタ５０の検出温度レベルは降下する。やがて、サーミスタ５０の検出温度レベルが、ｃで示す下限基準値に達した時点で、制御回路は、再び、加熱手段１１３への通電を実施してヒータを加熱する。しかし、給水受け皿４５には水が無いため、サーミスタ５０の検出温度レベルは再び上昇して、ｄで示す上限基準値を超える。この時点で、制御回路は、給水受け皿４５に水が無く加熱手段１１３が空焼き状態であると判断して、ｅで示すように、加熱手段１１３への通電を遮断すると共に、警報を発して蒸気加熱処理を停止させる制御を行う。

本実施の形態では、上記したように、単一のサーミスタで、蒸気量の発生制御と蒸発皿に水が無くなったときの異常検出を行うことができる。

また、上記した制御によって、ヒータの長寿命化と蒸発皿の耐熱温度内での使用を可能にして蒸発皿のフッ素樹脂コーティング面の劣化を防止することができる。

サーミスタの取付け位置はＵ字型シーズヒータ１１３の２本の長軸間にの中央で、かつ蒸発皿４５の正確な温度を検出すべく、蒸発皿４５に向けてアルミダイキャスト１１１に孔１１１ａを開け、その中にサーミスタ５０を取り付けるようにしている。

サイフォンによるポンプレス方式を採用するとき、図９に示した給水パイプをアルミダイキャストに固定したヒータ装置を用いるとよい。

図１７はサイフォンによるポンプレス方式の動作説明図である。

図１７において、蒸気供給機構９１は装置本体９０は着脱可能に装備される１基の貯水タンク９２と、加熱室９３内に装備される２つの金属製蒸発皿２０と、これらの金属製蒸発皿２０を加熱して金属製蒸発皿２０上の水を蒸発させるヒータ装置９４と、貯水タンク９２の水をヒータ装置９４による加熱域を経由して蒸発皿２０に導く給水路９５と、貯水タンク９２と給水路９５との接続部に装備されて貯水タンク９２の取り外し時に貯水タンク９２及び給水路９５内の水の漏れ出しを防止するタンク側の止水弁９６ａ及び給水路側の止水弁９６ｂと、給水路側の止水弁９６ｂよりも下流に配置されて給水路２９から貯水タンク９２への水の逆流を防止する逆止弁９７とを備えて構成される。

給水路９５は貯水タンク９２の接続口２２ｂに接続される基端配管部９５ａと、この基端配管部９５ａからヒータ装置９４による加熱域を経由するように加熱室９３の底板９８の下に配索される水平配管部９５ｂと、この水平配管部９５ｂの先端から加熱室９３の側方を垂直に立ち上がる垂直配管部９５ｃと、この垂直配管部９５ｃの上端から給水受け皿４５の上方に延出して、垂直配管部９５ｃから圧送された水を給水受け皿４５に滴下する上部配管部９５ｅと、空気採り入れ口９５ｄと、上部配管部９５ｅの先端を形成する水吹出し口９５ｆとから構成される。

水平配管部９５ｂはヒータ装置９４のアルミダイキャスト９４ａに接触するように配管されていてヒータ装置９４による熱が速やかに伝導され、水平配管部９５ｂ内の水が膨張して蒸発皿９４に供給される。

ここで蒸気発生の原理について詳述する。

貯水タンク９２がタンク収納部３５に差し込まれ、水平配管部９５ｂ，９５ｂ内に水が充満した状態で、ヒータ装置９４が発熱すると、アルミダイキャスト９４ａとの接触部で配管内の水に熱が供給されて水が膨張する。

逆止弁９７は膨張する配管内の水の圧力を一次的に止めるため、圧力が垂直配管部９５ｃの方向に向か、膨張した水は、上部配管部９５ｅを通過して水吹出し口９５ｆより滴下され、蒸発皿２０に供給されことになる。

基端配管部９５ａは、貯水タンク９２が取り外された際に水平配管部９５ｂ側からの漏水を防止するための管側の止水弁９６ｂが装備される共に、水平配管部９５ｂとの接続部には、水平配管部９５ｂでの水の熱膨張による水平配管部９５ｂ側からの逆流を防止する逆止弁４７が装備されている。

図１７に示すように、上部配管部９５ｅが接続される垂直配管部９５ｃの上端は、貯水タンク９２内における貯水の最高レベル位置Ｈｍａｘよりも高い位置に設定されている。これは、貯水タンク９２側の貯水が、連通管作用で、不用意に、また連続的に、上部配管部９５ｅ側に流出することを防止するためである。

また、給水路９５は、貯水タンク９２における貯水の最低レベルＨｍｉｎよりも更に下がった位置で、基端配管部９５ａを介して、貯水タンク９２に接続される。これは、貯水タンク９２内の貯水を、残さず、給水路９５側に取り込み可能にするためである。

蒸発皿２０に供給される水は、ヒータ装置９４の発生熱で昇温した状態にあるため、蒸発皿２０に供給されてから蒸気の発生までの所要時間を短縮することができ迅速な蒸気加熱が可能になる。

加熱を中断すれば給水路９５中の垂直配管部９５ｃの水が膨張しなくなり、空気採り入れ口９５ｄまで達することができず、空気採り入れ口９５ｄから大気圧が管内に入って給水は中止する。

また、上記の構成において、貯水タンク９２の残量が０（ゼロ）になって、蒸発皿２０上の残水量が減ると、水の蒸発に費やされる熱量が減るため、ヒータ装置９４や蒸発皿２０自体の温度の昇温が起こる。しかし本実施の形態の蒸気供給機構９１は、上述のように、ヒータ装置９４の温度を検出するサーミスタ５０を備えているため、そのサーミスタ５０の検出信号を監視することで、比較的に簡単に貯水タンク９２の残量０検出が可能で、空だき等の不都合の発生を防止することができる。

更に、サーミスタの検出信号を利用して、例えば、貯水タンク９２の残量０の検出時に、ヒータ装置９４の動作を停止させたり、給水用の警報を行うなどの多種の制御が可能で、高周波加熱装置１００の取り扱い性を向上させることができる。

以上は、図１１の（ｂ）の（イ）の１個の蒸発皿の場合について説明したが、（ロ）の２個の蒸発皿の場合のポンプレス・サイフォンについても原理は同じである。しかし、この場合は蒸発皿２０に装備される給水路９５は、ヒータの接触部から配管先端の水吹出し口までの距離を等距離に設定した構成とすると、それぞれの給水路９５での供給量を揃えることができ、加熱室９３内での加熱蒸気の均等供給を安価に実現することができる。

以上のように、シーズヒータに電流を流すとアルミダイキャストが急速に加熱し、給水パイプ内の水も急速に加熱されて、膨張し、この膨張した水が管内の大気圧採り入れ口９５ｄを通過して最終的に基準水面より下方位置に設けられている給水口まで到達してサイフォン動作が開始し、放水タンクからの水が給水パイプの先端の給水口から蒸発皿に給水される。そして給水は加熱がなされている間継続する。加熱を中断すれば給水パイプ内の水が膨張しなくなり、空気採り入れ口９５ｄまで達することができず、空気採り入れ口９５ｄから大気圧が管内に入って給水は中止する。

このように、図９に示した本発明に係るヒータ装置を用いると、急速高温加熱ができるので、給水パイプ内の水が急速に大きく膨張できることから、サイフォンを使ったポンプレス駆動が初めて可能となる。

以上のように、本発明にかかる蒸気発生機能付き高周波加熱装置は、蒸気量を安定することができるため、被加熱物に応じた蒸気加熱方式を容易に実現できるので、蒸気加熱とを組み合わせて被加熱物を加熱処理する加熱器等の用途にも適用できる。

本発明の第１実施形態の蒸気発生機能付き高周波加熱装置の扉を開けた状態を示す正面図 図１の蒸気発生機能付き高周波加熱装置に用いられる蒸気発生部の蒸発皿を示す斜視図 蒸気発生部の蒸発皿加熱ヒータと反射板を示す斜視図 同装置の蒸気発生部の断面図 蒸気発生機能付き高周波加熱装置を制御するための制御系のブロック図 蒸気発生機能付き高周波加熱装置の基本的な動作を説明するフローチャート 蒸気発生機能付き高周波加熱装置の動作説明図 本発明に係る加熱装置の概略構成を示す側面断面図で、（Ａ１）は本発明の第１の実施の形態を示す側面断面図（Ａ２）は上述した先行発明のものを示す側面断面図（Ｂ）は上述した先行発明のものを示す側面断面図 実施の形態に係る平板状ヒータ装置の分解斜視図で、（Ａ）は蒸発皿を示す図（Ｂ１）はヒータ装置の蒸発皿への取り付け側から斜視図（Ｂ２）はヒータ装置の裏側からみた斜視図 実施の形態に係る平板状ヒータ装置に保持板を取り付けた斜視図 実施の形態に係る高周波加熱装置における蒸発皿の設置個所と個数を説明する図で、（ａ）は高周波加熱装置の開閉扉を開けた状態を示す正面図（ｂ）は蒸発皿の位置を示す概略正面図 実施の形態に係る蒸発皿とヒータ装置周辺の断面図 ヒータ装置を蒸発皿に固定した場合における不具合を説明する断面図（図１のＡ−Ａ断面）で、（ａ）蒸発皿が変形する前の状態を示す断面図（ｂ）蒸発皿が変形後の状態を示す断面図 ヒータ装置を蒸発皿に固定した場合における不具合を説明する断面図（図１のＢ−Ｂ断面）で、（ａ）蒸発皿が変形する前の状態を示す断面図（ｂ）蒸発皿が変形後の状態を示す断面図 ヒータ装置と蒸発皿に隙間が発生した状態におけるヒータ温度及び加熱室内の温度を示す図 ヒータ装置と蒸発皿が密着状態におけるヒータ温度及び加熱室内の温度を示す図 給水受け皿が一つの場合の蒸気供給機構の概略構成図

符号の説明

１０ 装置本体筺体
１１ 平板状ヒータ装置
１１ａ、１１ｂ 隆起部
１２ 深皿容器状ヒータ装置
１２ａ、１２ｂ 隆起部
１９ ビス
２０ 金属製蒸発皿
２１ 皿の側面
２２ 底部
２３ ビス孔
３０ 蒸発皿対応板
３１ 刳り抜き部分
３２ 金属板
３３ ビス孔
４５ 蒸発皿
５０ サーミスタ
９０ 装置本体
９１ 蒸気供給機構
９２ 貯水タンク
９３ 加熱室
９４ ヒータ装置
９５ 給水路
９５ａ 基端配管部
９５ｂ 水平配管部
９５ｃ 垂直配管部
９５ｄ 空気採り入れ口
９５ｅ 上部配管部
９５ｆ 水吹出し口
９６ 止水弁
９６ａ タンク側止水弁
９６ｂ 給水路側止水弁
９７ 逆止弁
９８ 底板
１１１ アルミダイキャスト当接部
１１１ａ サーミスタ収容孔
１１２ 取付部
１１３ Ｕ字型シーズヒータ
１１４ 給水パイプ
１１７ ビス孔
１２１ 蒸発皿部
１２３ Ｕ字型シーズヒータ
１２４ 給水パイプ
１２６ 金属シール ２０６ 蒸発皿
２０７ 加熱室
２０８ ヒータ装置
２０９ 保持板
２１０ ビス

Claims (4)

1. 高周波発生部と、被加熱物を収容する加熱室の底面に設けられた蒸発皿および該蒸発皿を加熱するヒータ装置とで構成されて前記加熱室内で蒸気を発生する蒸気発生部と、前期ヒータ装置を保持する保持板と、を備えた蒸気発生機能付き高周波加熱装置において、前記ヒータ装置をアルミダイキャストにシーズヒータを埋め込んで成るヒータ装置とし、前記保持板は、ヒータ装置を蒸発皿の裏側に押し付けるように配設したことを特徴とする蒸気発生機能付き高周波加熱装置。
2. 保持板は、蒸発皿にビス締めしないように構成することを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生機能付き高周波加熱装置。
3. 蒸発皿は、ヒータ装置の長手方向側に凸となるように構成することを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生機能付き高周波加熱装置。
4. 保持板は、ヒータ装置の長手方向側に凸となるように構成することを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生機能付き高周波加熱装置。

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