JP2006226632A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 限られた電気供給量においても確実に被加熱物を加熱することが可能な加熱装置を提供する。
【解決手段】 本発明の加熱装置は、水１１を加熱している時に、商用交流電源１の電力は第１加熱器４ａのみに給電されるため、電源容量を大きくする必要がない。これにより、限られた電気供給量においても十分な飽和水蒸気量を得ることができる。また、商用交流電源１の電力が第１加熱器４ａに給電される一方、蓄電部３で予め蓄えられた電力が第２加熱器４ｂに給電されるため、各加熱器４ａ，４ｂの両者で同時に被加熱物である水１１を加熱することができるので、短時間に飽和水蒸気を生成することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、食品調理、食品加工、洗浄、乾燥、殺菌等に用いられ、固体、液体又は気体のうち少なくとも１つからなる被加熱物を加熱する加熱装置に関する。

従来より、加熱源からの熱を蓄熱する蓄熱材を具備した加熱装置として、例えば特許文献１に記載された飽和水蒸気生成装置が知られている。この飽和水蒸気生成装置を図１１を参照して説明する。

飽和水蒸気生成装置５０は、主に蓄熱槽５１と飽和水蒸気生成槽５２とから構成されている。蓄熱槽５１は、電気ヒータ５３と、固体蓄熱材と液体蓄熱材とからなる蓄熱部５４と、伝熱管５５とを有する。また、飽和水蒸気生成槽５２は、水５６を貯留した貯水タンク５７と、加熱ヒータ５８とを有する構成となっている。

このように構成された飽和水蒸気生成装置５０は、電気ヒータ５３からの熱が蓄熱部５４に蓄熱され、この熱が伝熱管５５に伝わることにより、伝熱管５５に連続供給された被加熱物である水５６が過熱水蒸気となる。この過熱水蒸気が加熱ヒータ５８に供給されることにより加熱源となり、貯水タンク５７に貯留された水５６が加熱されて飽和水蒸気を生成する。

また、特許文献２に提案されている加熱装置は、蓄熱材と伝熱管とからなる蓄熱槽と、被加熱物を収納する加熱箱とから構成されている。このように構成された加熱装置は、被加熱物である水が伝熱管を通過する際に蓄熱材から熱を吸収して過熱蒸気となり、この過熱蒸気を噴出手段から加熱箱内に吹き出して被加熱物を加熱する。

さらに、特許文献３に提案されている加熱装置の一例である過熱蒸気生成機は、伝熱管と、この伝熱管を直接加熱するセラミック電気管状炉と、噴霧ノズルとから構成されている。このように構成された過熱蒸気生成機は、被加熱物である水が噴霧ノズルから高温のセラミック電気管状炉に向かって噴霧されることにより過熱蒸気が得られる。
特開２００２−２２１０１号公報 特開２００２−２７２６０４号公報 特開２００３−１４２０３号公報

しかしながら、特許文献１乃至特許文献３に提案されている加熱装置は、１００Ｖ商用電源のみしか使用できない等の電力供給量が限られている条件下において作動した場合に、加熱装置内への電力供給量が限られてしまい、被加熱物を確実に加熱することができず、十分な蒸気量を得難い。特に過熱蒸気を生成する場合には、より多くの電力が必要なので、蒸気量が一層減少してしまうという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、限られた電気供給量においても確実に被加熱物を加熱することが可能な加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の加熱装置は、電源より充電に適した電力を得るための充電部と、充電部で得られた電力が充電され、また、蓄電された電力が放電される蓄電部と、電源から直接得られた電力によって固体、液体又は気体のうち少なくとも１つからなる被加熱物を加熱する第１加熱器と、蓄電部から放電された電力によって被加熱物を加熱する第２加熱器とを有する加熱部と、電源の電力を充電部又は第１加熱器のうち少なくとも一方に選択的に供給する電力供給制御部と、を有する構造となっている。

請求項１の発明によれば、電源の電力が第１加熱器に給電される一方、蓄電部で予め蓄えられた電力が第２加熱器に給電されるため、第１及び第２加熱器両者で同時に固体、液体又は気体のうち少なくとも１つからなる被加熱物を加熱することができる。また、電力供給制御部を有することにより、被加熱物加熱時における電源の電力は第１加熱器にのみ給電するように制御できるので、電源容量を大きくする必要がない。

請求項２に記載の加熱装置は、電源より充電に適した電力を得るための充電部と、充電部で得られた電力が充電され、また、蓄電された電力が放電される蓄電部と、電源から直接得られた電力によって固体、液体又は気体のうち少なくとも１つからなる被加熱物を加熱する第１加熱器と、蓄電部から放電された電力によって被加熱物を加熱する第２加熱器と、第１加熱器又は第２加熱器のうち少なくとも一方で加熱された被加熱物を電源から直接得られた電力又は蓄電部からの電力によって加熱する第３加熱器とを有する加熱部と、電源の電力を充電部、第１加熱器又は第３加熱器のうち少なくとも１つに選択的に供給する電力供給制御部と、を有する構造となっている。

請求項２の発明によれば、電源の電力が第１加熱器に給電される一方、蓄電部で予め蓄えられた電力が第２加熱器に給電され、更に、電源の電力又は蓄電部で予め蓄えられた電力が第３加熱器に給電されるため、第１及び第２加熱器のみならず第３加熱器においても同時に固体、液体又は気体のうち少なくとも１つからなる被加熱物を加熱することができる。また、電力供給制御部を有することにより、被加熱物加熱時における電源の電力は、第１加熱器又は第３加熱器のうち少なくとも一方の加熱器のみに給電するように制御できるので、電源容量を大きくする必要がない。

請求項３に記載の加熱装置は、電源より充電に適した電力を得るための充電部と、充電部で得られた電力が充電され、また、蓄電された電力が放電される蓄電部と、電源から直接得られた電力によって液体からなる被加熱物を加熱する第１加熱器と、蓄電部から放電された電力によって被加熱物を加熱する第２加熱器とを有し、第１加熱器又は第２加熱器のうち少なくとも一方の加熱によって飽和蒸気を生成する加熱部と、電源の電力を充電部又は第１加熱器のうち少なくとも一方に選択的に供給する電力供給制御部と、を有する構造となっている。

請求項３の発明によれば、電源の電力が第１加熱器に給電される一方、蓄電部で予め蓄えられた電力が第２加熱器に給電されるため、第１及び第２加熱器両者で同時に液体からなる被加熱物を加熱することができる。また、第１加熱器で加熱された被加熱物が更に第２加熱器で加熱されることにより、飽和蒸気を生成することができる。さらに、電力供給制御部を有することにより、被加熱物加熱時における電源の電力は第１加熱器にのみ給電するように制御できるので、電源容量を大きくする必要がない。

請求項４に記載の加熱装置は、電源より充電に適した電力を得るための充電部と、充電部で得られた電力が充電され、また、蓄電された電力が放電される蓄電部と、電源から直接得られた電力によって液体からなる被加熱物を加熱する第１加熱器と、蓄電部から放電された電力によって被加熱物を加熱する第２加熱器と、第１加熱器又は第２加熱器のうち少なくとも一方の加熱によって得られた被加熱物の飽和蒸気を電源から直接得られた電力又は蓄電部からの電力によって加熱し、過熱蒸気を生成する第３加熱器とを有する加熱部と、電源の電力を充電部、第１加熱器又は第３加熱器のうち少なくとも１つに選択的に供給する電力供給制御部と、を有する構造となっている。

請求項４の発明によれば、電源の電力が第１加熱器に給電される一方、蓄電部で予め蓄えられた電力が第２加熱器に給電され、更に、電源の電力又は蓄電部で予め蓄えられた電力が第３加熱器に給電されるため、第１及び第２加熱器のみならず第３加熱器においても同時に液体からなる被加熱物を加熱することができる。また、第１加熱器で加熱された被加熱物が更に第２加熱器で加熱されることにより飽和蒸気を生成し、第２加熱器で加熱された被加熱物が更に第３加熱器で加熱されることにより過熱蒸気を生成する。さらに、電力供給制御部を有することにより、被加熱物加熱時における電源の電力は、第１加熱器又は第３加熱器のうち少なくとも一方の加熱器のみに給電するように制御できるので、電源容量を大きくする必要がない。

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の加熱装置において、蓄電部の電力を第２加熱器が必要とする電力に変換する第２加熱器用電力変換部を有する構造となっている。

請求項５の発明によれば、請求項１乃至請求項４の何れか一項の作用に加え、交流で第２加熱器を用いるときは、第２加熱器用電力変換部としてＤＣ−ＡＣコンバータを用いればよい。また、直流で第２加熱器を用い、第２加熱器の出力を大きくするときは、ＤＣ−ＤＣコンバータ等により直流電力を増幅すればよい。

請求項６の発明は、請求項２又は請求項４に記載の加熱装置において、蓄電部の電力を第３加熱器が必要とする電力に変換する第３加熱器用電力変換部を有する構造となっている。

請求項６の発明によれば、請求項２又は請求項４の作用に加え、交流で第３加熱器を用いるときは、第３加熱器用電力変換部としてＤＣ−ＡＣコンバータを用いればよい。また、直流で第３加熱器を用い、第３加熱器の出力を大きくするときは、ＤＣ−ＤＣコンバータ等により直流電力を増幅すればよい。

請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の加熱装置において、各加熱器は複数の加熱源で構成されていてもよい。この複数の加熱源は、各々オン・オフ制御するスイッチを用いればよい（請求項８）。各スイッチのオン・オフ制御により各加熱源を任意に選択でき、固体、液体又は気体のうち少なくとも１つからなる被加熱物の容量又は熱伝導率に対応した加熱量を設定することができる。

請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の加熱装置において、蓄電部は、電気二重層コンデンサで構成されている。

請求項９の発明によれば、加熱装置は、請求項１乃至請求項８の作用に加え、蓄電部が電気二重層コンデンサで構成されることにより、蓄電池と比較して充放電耐用回数、出力密度等において優れたものとなる。

請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の加熱装置において、電力供給制御部は、電源切換スイッチを用いればよい（請求項１０）。

以上説明したように、請求項１の発明によれば、被加熱物加熱時に電源の電力は第１加熱器にのみ給電されるため、電源容量を大きくする必要がない。これにより、限られた電気供給量においても確実に被加熱物を加熱することができる。また、第１及び第２加熱器の両者で同時に被加熱物を加熱することが可能なので、短時間で被加熱物の加熱を行うことができる。

請求項２の発明によれば、被加熱物加熱時に電源の電力は、第１加熱器又は第３加熱器のうち少なくとも一方の加熱器のみに給電すれば良いため、電源容量を大きくする必要がない。これにより、限られた電気供給量においても確実に被加熱物を加熱することができる。また、第１及び第２加熱器のみならず第３加熱器においても同時に被加熱物を加熱することが可能なので、短時間で被加熱物の加熱を行うことができる。

請求項３の発明によれば、第１加熱器又は第２加熱器のうち少なくとも一方によって液体からなる被加熱物を加熱することにより、飽和蒸気を生成することができる。また、被加熱物加熱時に電源の電力は第１加熱器にのみ給電されるため、電源容量を大きくする必要がない。これにより、限られた電気供給量においても十分な飽和蒸気量を得ることができる。さらに、第１及び第２加熱器の両者で同時に被加熱物を加熱することが可能なので、短時間で被加熱物の加熱を行うことができる。

請求項４の発明によれば、第１加熱器又は第２加熱器のうち少なくとも一方によって液体からなる被加熱物を加熱することにより飽和蒸気を生成し、その上この飽和蒸気を第３加熱器で加熱することにより過熱蒸気を生成することができる。また、被加熱物加熱時に電源の電力は、第１加熱器又は第３加熱器のうち少なくとも一方の加熱器のみに給電すれば良いため、電源容量を大きくする必要がない。これにより、限られた電気供給量においても十分な飽和蒸気量と過熱蒸気量を得ることができる。さらに、電源の電力が第１加熱器に給電される一方、蓄電部で予め蓄えられた電力が第２加熱器に給電され、更に、第１及び第２加熱器のみならず第３加熱器においても同時に被加熱物を加熱することが可能なので、短時間で被加熱物の加熱を行うことができる。

図１乃至図４は本発明の第１実施形態を示すもので、図１は第１実施形態に係る加熱装置の電気回路図、図２は第１実施形態に係る加熱部を示す正面図、図３は第１実施形態に係る加熱装置の一例である飽和水蒸気生成装置の概略側面断面図、図４は第１実施形態に係る加熱装置の他の一例である飽和水蒸気生成装置の概略側面断面図である。

本発明に係る加熱装置を説明するに当たり、その電気回路を主に図１を参照して説明する。加熱装置は、商用交流電源１により通電されるもので、この商用交流電源１として一般家庭用電源である１００Ｖを用いている。また、加熱装置は、充電部２と蓄電部３と加熱部４と第２加熱器用電力変換部５とを有している。

充電部２は、整流回路２ａと充電回路２ｂとを有している。整流回路２ａは、電力供給制御部（以下、電源切換スイッチ６という）を介して商用交流電源１と接続しており、商用交流電源１の交流電力を直流電力に変換している。また、充電回路２ｂは、整流回路２ａで変換された直流電力を充電に適した電力値（電流値及び電圧値）に制御している。尚、整流回路２ａの他に、図示しないノイズフィルタを設置してノイズを除去して充電回路２ｂに給電するようにしても良い。

蓄電部３は、電気二重層コンデンサを用いている。なお、この電気二重層コンデンサの代わりに鉛蓄電池やアルカリ蓄電池等の蓄電池で構成されていても良い。電気二重層コンデンサは蓄電池と比較して、環境負荷が少なく、安全性が高く、更には充放電耐用回数、出力密度、充放電速度、寿命の点で優れたものとなっている。

加熱部４は、第１加熱器４ａと第２加熱器４ｂとを有している。この各加熱器４ａ，４ｂは、図２に示すように、各々金属体４ｃ，４ｄに埋設されている。また、各加熱器４ａ，４ｂは、各々蛇行状に配線され、一対の接続端子４ｅ，４ｆを有している。第１加熱器４ａの各接続端子４ｅは、電源切換スイッチ６を介して商用交流電源１に接続されている。一方、第２加熱器４ｂの各接続端子４ｆは、スイッチ７を介して第２加熱器用電力変換部５に接続されている。

また、第１加熱器４ａと第２加熱器４ｂとが埋設された金属体４ｃ，４ｄには温度センサ４ｇ，４ｈが埋設されている。この温度センサ４ｇ，４ｈによって、温度センサ４ｇの検知温度が高くなったときは、即ち第１加熱器４ａが設定温度より高温になったときは、電源切換スイッチ６の第１加熱器４ａ側を開放するように制御装置８によって制御されている。また、温度センサ４ｈの検知温度が高くなったときは、即ち第２加熱器４ｂが設定温度より高温になったときはスイッチ７を開放するように制御装置８によって制御されている。

第２加熱器用電力変換部５は、蓄電部３から出力される電力を昇降させるようになっている。この第２加熱器用電力変換部５は、交流で第２加熱器４ｂを用いる場合であれば、ＤＣ−ＡＣコンバータを用いればよい。また、直流で第２加熱器４ｂを用い、第２加熱器４ｂの出力を大きくするときは、直流電力を増幅する機能を有しているＤＣ−ＤＣコンバータ等を用いればよい。

このように構成された加熱装置の一例として、飽和水蒸気生成装置がある。この飽和水蒸気生成装置について、図３を参照して説明する。尚、飽和水蒸気生成装置１０で加熱する被加熱物として水１１を用いている。

飽和水蒸気生成装置１０は、筺体１２と、金属体４ｃ，４ｄに埋設された第１加熱器４ａ及び第２加熱器４ｂと、筺体１２の側板１２ｂ下方に設けられ、給水装置（例えば給水ポンプ１３）を介して水タンク４４と接続されている給水弁４３と、筺体１２の上板１２ｅの中央付近に設けられ、筺体１２内において生成された飽和水蒸気を外部へ供給する際の供給量や供給時間を調節するように制御装置８によって制御された開閉弁１５とを有する。

筺体１２には、水タンク４４から給水ポンプ１３によって給送された水１１が貯められている。また、筺体１２の側板１２ａの下方には第１加熱器４ａが、筺体１２の側板１２ａの上方には第２加熱器４ｂがそれぞれ配置されている。更に、筺体１２の側板１２ａ寄りの底板１２ｃには、ドレン排出手段１２ｄが接続され、このドレン排出手段１２ｄから筺体１２内のドレンを排出する。更にその上、筺体１２は水位センサ（図示しない）を有し、この水位センサによって筺体１２内に給送された水１１の水位を検知し、この検知信号に基づき制御装置８によって筺体１２内の水位が制御されている。

以上のように構成された飽和水蒸気生成装置１０の作用について説明する。

まず、給水ポンプ１３によって、水タンク４４から飽和水蒸気生成装置１０の筺体１２内に水１１を給送する。そして、筺体１２内に所定量の水１１が供給されると、第１加熱器４ａ及び第２加熱器４ｂの加熱を開始する。

即ち、加熱装置の電源切換スイッチ６を、予め図１の２点鎖線に示す充電部２側に接続し、商用交流電源１の交流電力を充電部２に給電する。この交流電力は充電部２で整流され且つ充電に適した電力となって蓄電部３に蓄電され、水１１（被加熱物）を加熱するまで待機状態となる。そして、電源切換スイッチ６を第１加熱器４ａ側に接続し、また、スイッチ７を閉じる。これにより、第１加熱器４ａには商用交流電源１の電力が給電され、第２加熱器４ｂには蓄電部３から取り出された電力が給電され、第１加熱器４ａ及び第２加熱器４ｂの加熱が開始される。

その後、第１加熱器４ａ及び第２加熱器４ｂによって温度の上昇した筺体１２内の水１１が飽和水蒸気となり開閉弁１５に供給される。そして、マイコンによって制御された開閉弁１５によって、供給量や供給時間を調節しながら生成した飽和水蒸気を外部へ供給する。

本実施形態によれば、水１１を加熱している時に、商用交流電源１の電力は第１加熱器４ａのみに給電されるため、電源容量を大きくする必要がない。これにより、限られた電気供給量においても十分な飽和水蒸気量を得ることができる。尚、電源切換スイッチ６は、第１加熱器４ａと充電部２を選択的に通電するようになっているが、これは同時通電による商用交流電源１の許容電力値の超過を防止している。

また、商用交流電源１の電力が第１加熱器４ａに給電される一方、蓄電部３で予め蓄えられた電力が第２加熱器４ｂに給電されるため、各加熱器４ａ，４ｂの両者で同時に被加熱物である水１１を加熱することができるので、短時間に飽和水蒸気を生成することができる。

更に、温度センサ４ｇ，４ｈの検知温度に基づき、第１加熱器４ａ及び第２加熱器４ｂをオンオフ制御することにより、被加熱物を適温に加熱できるし、また、故障等による被加熱物の異常加熱を防止できる。

なお、本実施形態では、商用交流電源１の電力が第１加熱器４ａに給電される一方、蓄電部３で予め蓄えられた電力が第２加熱器４ｂに給電されるが、固体、液体又は気体のうち少なくとも１つからなる被加熱物の容量や熱伝導率に合わせて、第１加熱器４ａ又は第２加熱器４ｂの何れか一方に通電するようにしてもよい。

また、本実施形態では、第１加熱器４ａ及び第２加熱器４ｂを別々の金属体４ｃ，４ｄに埋設して固定したが、これに限られない。例えば、それぞれ同一金属体内に第１加熱器４ａ及び第２加熱器４ｂを埋設してもよい。

更に、本実施形態の第２加熱器用電力変換部５は、直流で第２加熱器４ｂを用いるときは設置しなくても良い。

更にまた、本実施形態では、１つの筺体１２内に第１加熱器４ａを及び第２加熱器４ｂを固定したが、これに限られない。例えば、図４に示す飽和水蒸気生成装置２０のように、２つの筺体２２，２３を有していて、筺体２２には第１加熱器４ａが、筺体２３には第２加熱器４ｂが固定されている構造であってもよい。

図４に示す飽和水蒸気生成装置２０は、筺体２２と、開閉弁２４を介して筺体２２と接続された筺体２３と、筺体２２に固定され、金属体４ｃに埋設された第１加熱器４ａと、筺体２３に固定され、金属体４ｄに埋設された第１加熱器４ｂと、筺体２２の側板２２ｂ下方に設けられている給水弁４３と、筺体２３の上板２３ｅの中央付近に設けられ、筺体２３内において生成された飽和水蒸気を外部へ供給する際の供給量や供給時間を調節するように制御装置８によって制御された開閉弁１５と、筺体２３の側板２３ａ寄りの底板２３ｃに設けられたドレン排出手段２３ｄとを有する。

このような構造をした飽和水蒸気生成装置２０は、第１加熱器４ａによって加熱された水１１が開閉弁２４を介して筺体２３内に給送され、更にこの水１１が第２加熱器４ｂによって加熱され飽和水蒸気が生成される。これにより、第２加熱器４ｂによって水１１を加熱している間は、第１加熱器４ａ側の電源切換スイッチ６を開放し、消費電力量を抑えることができる。

また、図３に示す本実施形態では、第１加熱器４ａ及び第２加熱器４ｂを筺体１２の側板１２ａに配置したが、これに限られない。例えば、図４に示すように、第１加熱器４ａを筺体２２の底板２２ｃに、第２加熱器４ｂを筺体２３の底板２３ｃにそれぞれ固定しても良い。

図５又は図６は本発明の第２実施形態を示すもので、図５は第２実施形態に係る加熱装置の電気回路図、図６は第２実施形態に係る加熱部を示す正面図である。なお、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。

前記第１実施形態では、加熱装置の加熱源である第１加熱器４ａと第２加熱器４ｂとを各々１個有しているが、本実施形態では第２加熱器４ｂを複数（２個）有している。即ち、図５に示すように、第２加熱器４ｂ₁がスイッチ７ａを介して第２加熱器用電力変換部５に接続し、第２加熱器４ｂ₂がスイッチ７ｂを介して第２加熱器用電力変換部５に接続している。各第２加熱器４ｂ₁，４ｂ₂は、図６に示すように、同一金属体４ｄに埋設されている。また、各第２加熱器４ｂ₁，４ｂ₂は、端子４ｆを通じて蓄電部３に接続されている。

本実施形態の加熱装置は、被加熱物の容量が大きいとき又は熱伝導率が小さいときは、電源切換スイッチ６を第１加熱器４ａ側に接続し、且つ各スイッチ７ａ，７ｂの全てを閉じる。また、被加熱物の容量が小さいとき又は熱伝導率が大きいときは、スイッチ７ａのみを閉じる。

本実施形態によれば、被加熱物の容量や熱伝導率に合わせて加熱量を調節することが可能なので、被加熱物の容量や熱伝導率に対応する電力消費量にできる。

なお、本実施形態では、加熱部４のうち、第２加熱器４ｂ₁，４ｂ₂を２個設けているが、第１加熱器４ａについても２個以上設けるようにしても良い。その他の構成、作用は、前記第１実施形態と同様である。

図７乃至図１０は本発明の第３実施形態を示すもので、図７は第３実施形態に係る加熱装置の電気回路図、図８は第３実施形態に係る加熱部を示す正面図、図９は第３実施形態に係る加熱装置の一例の概略構成図、図１０は第３実施形態に係る加熱装置の一例である過熱蒸気生成装置の概略側面断面図である。なお、前記第１実施形態及び前記第２実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。

前記第１実施形態及び第２実施形態の加熱部４は、第１加熱器４ａと第２加熱器４ｂの２つの加熱器から構成されているが、本実施形態の加熱部３１は、図７に示すように、第１加熱器４ａ、第２加熱器４ｂ及び第３加熱器４ｉから構成されている。

加熱部３１は、第１加熱器４ａ、第２加熱器４ｂ及び第３加熱器４ｉを有している。各加熱器４ａ，４ｂ，４ｉは、図８に示すように、各々金属体４ｃ，４ｄ，４ｊに埋設されている。また、各加熱器４ａ，４ｂ，４ｉは、各々蛇行状に配線され、一対の接続端子４ｅ，４ｆ，４ｍを有している。第１加熱器４ａの各接続端子４ｅは、電源切換スイッチ６を介して商用交流電源１に接続され、第２加熱器４ｂの各接続端子４ｆは、スイッチ７を介して第２加熱器用電力変換部５に接続されている。また、第３加熱器４ｉの各接続端子４ｍは、スイッチ１８を介して第３加熱器用電力変換部１７に接続されている。

また、各加熱器４ａ，４ｂ，４ｉを埋設している金属体４ｃ，４ｄ，４ｊには温度センサ４ｇ，４ｈ，４ｋが埋設されている。この温度センサ４ｇ，４ｈ，４ｋによって、温度センサ４ｇの検知温度が高くなったときは、即ち第１加熱器４ａが設定温度より高温になったときは、電源切換スイッチ６の第１加熱器４ａ側を開放するように制御装置３０によって制御されている。また、温度センサ４ｈの検知温度が高くなったときは、即ち第２加熱器４ｂが設定温度より高温になったときはスイッチ７を開放するように制御装置３０によって制御されている。さらに、温度センサ４ｋの検知温度が高くなったときは、即ち第３加熱器４ｉが設定温度より高温になったときはスイッチ１８を開放するように制御装置３０によって制御されている。

第３加熱器用電力変換部１７は、蓄電部３から出力される電力を昇降させるようになっている。この第３加熱器用電力変換部１７は、交流で第３加熱器４ｉを用いる場合であれば、ＤＣ−ＡＣコンバータを用いればよい。また、直流で第３加熱器４ｉを用い、第３加熱器４ｉの出力を大きくするときは、直流電力を増幅する機能を有しているＤＣ−ＤＣコンバータ等を用いればよい。

このように構成された加熱装置の一例として、過熱蒸気生成装置がある。この過熱蒸気生成装置は、液状食品を加熱する加熱源として用いることできる。液状食品加熱時の過熱蒸気生成装置の構成について、図９を参照して説明する。尚、液状食品４２とは、例えばミルク、コーヒー、具入りスープ等のことであり、容器４１に入れられている。

過熱蒸気生成装置３２は、給水弁４３を設けた給水ポンプ１３を介して、水タンク４４に接続され、また、蒸気供給弁３４を設けた蒸気配管４５を介して、蒸気噴出ノズル４６に接続されている。これにより、過熱蒸気生成装置３２で生成した過熱蒸気を、蒸気噴出ノズル４６から液状食品４２内に噴出させて液状食品４２を加熱する。

この加熱装置の一例である過熱蒸気生成装置３２が過熱蒸気を生成するまでの過程について、図１０を参照して詳細に説明する。尚、過熱蒸気生成装置３２で加熱する被加熱物として水１１を用いている。

過熱蒸気生成装置３２は、図１０に示すように、開閉弁１５を設けた蒸気配管１６を境として第１加熱手段Ａと第２加熱手段Ｂとを有している。第１加熱手段Ａは、前記第１実施形態及び第２実施形態で説明した飽和水蒸気生成装置１０で構成されているので説明は省略する。第２加熱手段Ｂは、第３加熱器４ｉを備えた筺体３３から構成されている。

第１加熱手段Ａと第２加熱手段Ｂとは、図１０に示すように、蒸気配管１６で接続されている。この蒸気配管１６は、第１加熱手段Ａで生成された飽和水蒸気を外部へ供給する際の供給量や供給時間を調節するように制御装置８によって制御された開閉弁１５を有する。

筺体３３は、熱発生源となる第３加熱器４ｉを有し、この第３加熱器４ｉは筺体３３の側板３３ｂの上下方向略中央に固定されている。また、筺体３３の側板３３ｂの下方には、蒸気出口を開閉する蒸気供給弁３４を設けた蒸気配管４５が接続されている。さらに、筺体３３の側板３３ａ寄りの底板３３ｃには、ドレン排出手段３３ｄが接続され、このドレン排出手段３３ｄから筺体３３内のドレンを排出する。

また、第３加熱器４ｉの上下に形成された空間は、第３加熱器４ｉの一端側４ｎと筺体３３の側板３３ａとの間の通路を介して上下に連通している。これにより、第３加熱器４ｉと筺体３３の上板３３ｅとの間で生じた過熱蒸気は、図１０の点線矢印で示すように、第３加熱器４ｉと筺体３３の底板３３ｃとの間に向かうようになる。

以上のように構成された過熱蒸気生成装置３２の作用について説明する。なお、本実施形態において、第１加熱手段Ａである飽和水蒸気生成装置１０において飽和水蒸気が生成されるまでの作用は、前記第１実施形態及び第２実施形態と同様なので省略する。

過熱蒸気生成装置３２の第１加熱手段Ａで生成された飽和水蒸気は、開閉弁１５を備えた蒸気配管１６を介して第２加熱手段Ｂに供給される。そして、供給された飽和水蒸気は、第２加熱手段Ｂの第３加熱器４ｉによって更に加熱されることにより、過熱蒸気が生成する。

このように過熱蒸気生成装置３２で生成された過熱蒸気は、上述したように、容器４１に入れられている液状食品４２を加熱する加熱源として用いることができる。

本実施形態によれば、被加熱物加熱時に商用交流電源１の電力は、第１加熱器４ａ又は充電部２のうち少なくとも一方の加熱器のみに給電すれば良いため、電源容量を大きくする必要がない。これにより、限られた電気供給量においても十分な飽和水蒸気量や過熱水蒸気量を得ることができる。尚、電源切換スイッチ６は、第１加熱器４ａと充電部２を選択的に通電するようになっているが、これは同時通電による商用交流電源１の許容電力値の超過を防止している。

また、商用交流電源１の電力が第１加熱器４ａに給電される一方、蓄電部３で予め蓄えられた電力が第２加熱器４ｂに給電され、更に、蓄電部３で予め蓄えられた電力が第３加熱器４ｉに給電される。これにより、第１加熱器４ａ及び第２加熱器４ｂのみならず第３加熱器４ｉにおいても同時に被加熱物を加熱することができるので、短時間に飽和水蒸気や過熱水蒸気を生成することができる。

更に、温度センサ４ｇ，４ｈ，４ｋの検知温度に基づき、第１加熱器４ａ、第２加熱器４ｂ及び第３加熱器４ｉをオンオフ制御することにより、被加熱物を適温に加熱できるし、また、故障等による被加熱物の異常加熱を防止できる。

尚、本実施形態では、商用交流電源１の電力が第１加熱器４ａに給電される一方、蓄電部３で予め蓄えられた電力が第２加熱器４ｂ及び第３加熱器４ｉに給電されるようになっているが、第１加熱器４ａ、第２加熱器４ｂ及び第３加熱器４ｉのうち何れか１つに通電するようにしてもよい。

また、本実施形態では、蓄電部３で予め蓄えられた電力が第３加熱器４ｉに給電されるようになっているが、商用交流電源１の電力が第３加熱器４ｉに給電されてもよい。

また、本実施形態の第３加熱器用電力変換部１７は、第３加熱器４ｉが直流ヒータであるときは設置しなくても良い。その他の構成、作用は、前記第１実施形態及び前記第２実施形態と同様である。

更に、前記各実施形態では、水（被加熱物が液体）を加熱する加熱装置を例として挙げ説明したが、少なくとも第１加熱器と第２加熱器を有する加熱装置であれば、被加熱物は液体に限るものではない。図示しないが、例えば、被加熱物である冷凍食品（固体）を第１加熱器で解凍し、第２加熱器で解凍後の食品を加熱する食品加熱装置に適用できるし、また、被加熱物である室内空気（気体）を加熱する第１及び第２加熱器を備えた輻射式電気ストーブにも適用できることは勿論である。

本発明の第１実施形態に係る加熱装置の電気回路図 第１実施形態に係る加熱部を示す正面図 第１実施形態に係る加熱装置の一例である飽和水蒸気生成装置の概略側面断面図 第１実施形態に係る加熱装置の他の一例である飽和水蒸気生成装置の概略側面断面図 本発明の第２実施形態に係る加熱装置の電気回路図 第２実施形態に係る加熱部を示す正面図 本発明の第３実施形態に係る加熱装置の電気回路図 第３実施形態に係る加熱部を示す正面図 第３実施形態に係る加熱装置の一例の概略構成図 第３実施形態に係る加熱装置の一例である過熱蒸気生成装置の概略側面断面図 本発明の従来例に係る加熱装置を示す概略断面図

符号の説明

１…商用交流電源、２…充電部、３…蓄電部、４…加熱部、４ａ…第１加熱器、４ｂ…第２加熱器、４ｉ…第３加熱器、５…第２加熱器用電力変換部、６…電源切換スイッチ、７…スイッチ

Claims (10)

1. 電源より充電に適した電力を得るための充電部と、
   前記充電部で得られた電力が充電され、また、蓄電された電力が放電される蓄電部と、
   前記電源から直接得られた電力によって固体、液体又は気体のうち少なくとも１つからなる被加熱物を加熱する第１加熱器と、前記蓄電部から放電された電力によって該被加熱物を加熱する第２加熱器とを有する加熱部と、
   前記電源の電力を前記充電部又は前記第１加熱器のうち少なくとも一方に選択的に供給する電力供給制御部と、を有する
   加熱装置。
2. 電源より充電に適した電力を得るための充電部と、
   前記充電部で得られた電力が充電され、また、蓄電された電力が放電される蓄電部と、
   前記電源から直接得られた電力によって固体、液体又は気体のうち少なくとも１つからなる被加熱物を加熱する第１加熱器と、前記蓄電部から放電された電力によって該被加熱物を加熱する第２加熱器と、該第１加熱器又は該第２加熱器のうち少なくとも一方で加熱された該被加熱物を前記電源から直接得られた電力又は前記蓄電部からの電力によって加熱する第３加熱器とを有する加熱部と、
   前記電源の電力を前記充電部、前記第１加熱器又は前記第３加熱器のうち少なくとも１つに選択的に供給する電力供給制御部と、を有する
   加熱装置。
3. 電源より充電に適した電力を得るための充電部と、
   前記充電部で得られた電力が充電され、また、蓄電された電力が放電される蓄電部と、
   前記電源から直接得られた電力によって液体からなる被加熱物を加熱する第１加熱器と、前記蓄電部から放電された電力によって該被加熱物を加熱する第２加熱器とを有し、該第１加熱器又は該第２加熱器のうち少なくとも一方の加熱によって飽和蒸気を生成する加熱部と、
   前記電源の電力を前記充電部又は前記第１加熱器のうち少なくとも一方に選択的に供給する電力供給制御部と、を有する
   加熱装置。
4. 電源より充電に適した電力を得るための充電部と、
   前記充電部で得られた電力が充電され、また、蓄電された電力が放電される蓄電部と、
   前記電源から直接得られた電力によって液体からなる被加熱物を加熱する第１加熱器と、前記蓄電部から放電された電力によって該被加熱物を加熱する第２加熱器と、該第１加熱器又は該第２加熱器のうち少なくとも一方の加熱によって得られた該被加熱物の飽和蒸気を前記電源から直接得られた電力又は前記蓄電部からの電力によって加熱し、過熱蒸気を生成する第３加熱器とを有する加熱部と、
   前記電源の電力を前記充電部、前記第１加熱器又は前記第３加熱器のうち少なくとも１つに選択的に供給する電力供給制御部と、を有する
   加熱装置。
5. 前記蓄電部の電力を前記第２加熱器が必要とする電力に変換する第２加熱器用電力変換部を有する
   請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の加熱装置。
6. 前記蓄電部の電力を前記第３加熱器が必要とする電力に変換する第３加熱器用電力変換部を有する
   請求項２又は請求項４記載の加熱装置。
7. 前記各加熱器は、複数の加熱源で構成された
   請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の加熱装置。
8. 前記複数の加熱源は、各々オン・オフ制御するスイッチを有する
   請求項７の何れか一項に記載の加熱装置。
9. 前記蓄電部は、電気二重層コンデンサで構成される
   請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の加熱装置。
10. 前記電力供給制御部は、電源切換スイッチである
    請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の加熱装置。
    
    
    
    
    

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