JP2007040656A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱室内での蒸気の噴射方法を改良し、様々な被加熱物に対してムラの少ない加熱を行う加熱装置を提供する。
【解決手段】被加熱物（図示せず）を収納する加熱室１０と、前記加熱室１０内に蒸気を噴射して被加熱物を加熱する蒸気噴射手段３３と、前記蒸気の噴射方向を制御する制御手段（図示せず）とを有するもので、被加熱物が複数あるとか面積が大きい場合でも、蒸気の噴射方向を制御して被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができるので、ムラの少ない加熱を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品などの被加熱物を蒸気を用いて加熱する加熱装置に関するものである。

従来、この種の加熱装置には、飽和水蒸気を加熱室内に噴射する吐出ノズルを備え、この吐出ノズルをフレキシブル管で構成したり、伸縮可能な構成として、飽和水蒸気を集中的に被加熱物である食品に噴射させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２５１４７８号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された従来の加熱装置の構成では、複数の被加熱物を同時に加熱したり、広い載置面積を要する被加熱物を加熱したときに、蒸気が被加熱物全体に行き渡らず、加熱ムラが生じるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱室内での蒸気の噴射方法を改良し、様々な形態の被加熱物に対して加熱ムラの少ない加熱を行うことができる加熱装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室内に蒸気を噴射して被加熱物を加熱する蒸気噴射手段と、前記蒸気の噴射方向を制御する制御手段とを有するもので、被加熱物が複数あるとか面積が大きい場合でも、蒸気の噴射方向を制御して被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができるので、ムラの少ない加熱を行うことができる。

本発明の加熱装置は、被加熱物が複数あるとか面積が大きい場合でも、蒸気の方向を固定せずに被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。

第１の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室内に蒸気を噴射して被加熱物を加熱する蒸気噴射手段と、前記蒸気の噴射方向を制御する制御手段とを有するもので、被加熱物が複数あるとか面積が大きい場合でも、蒸気の噴射方向を制御して被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができるので、ムラの少ない加熱を行うことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の蒸気噴射手段で上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射すると共に、制御手段で、前記蒸気の量を制御して前記蒸気の噴射方向を制御するようにしたもので、蒸気は上昇するものであるが粒子同士が結合して重くなると上昇しにくくなる（下降しやすくなる）性質があるので、蒸気の量が少ないと蒸気の粒子同士の距離が離れているので互いに接触しにくいため結合しにくく上昇しやすいのに対し、蒸気の量が多いと蒸気の粒子同士の距離が近くなるので互いに接触しやすいため結合して重くなって下降しやすくなる。よって上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射した場合、蒸気の方向は、蒸気の量が少ないと被加熱物に向かう途中から上昇する蒸気が多いので全体としてやや上方に向き、蒸気の量が多いと被加熱物に向かう途中から重くなって下降する蒸気が多いので全体としてやや下方に向くようになる。よって蒸気の量を制御することで容易に蒸気の噴射方向を制御して、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。

第３の発明は、特に、第２の発明の蒸気噴射手段は、水を加熱する水加熱手段により蒸気を発生させる蒸気発生手段と、前記蒸気を被加熱物よりも上方に導く蒸気通流手段と、前記蒸気通流手段に連通し前記蒸気を噴射する噴射部とを有し、制御手段で前記水加熱手段を制御することにより前記蒸気の量を制御するようにしたもので、水加熱手段を制御することにより水から発生させる蒸気の量を増やしたり減らしたり制御でき、その結果蒸気の方向を制御することができるので、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。

第４の発明は、特に、第１の発明の蒸気噴射手段で上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射すると共に、制御手段で、前記蒸気の温度を制御して前記蒸気の噴射方向を制御するようにしたもので、蒸気は上昇するものであるが温度が低くなると結露しやすくなり水滴となって上昇しなくなる（下降しやすくなる）性質があるので、蒸気の温度が高いと結露しにくく上昇しやすいのに対し、蒸気の温度が低いと結露しやすく下降しやすくなる。よって上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射した場合、蒸気の方向は、蒸気の温度が高いと被加熱物に向かう途中から上昇する蒸気が多いので全体としてやや上方に向き、蒸気の温度が低いと被加熱物に向かう途中から重くなって下降する蒸気が多いので全体としてやや下方に向くようになる。よって蒸気の温度を制御することで容易に蒸気の方向を制御することができるので、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。

第５の発明は、特に、第４の発明の蒸気噴射手段は、蒸気を発生させる蒸気発生手段と、前記蒸気を被加熱物よりも上方に導く蒸気通流手段と、前記蒸気通流手段内を通過する蒸気を加熱する蒸気加熱手段と、前記蒸気通流手段に連通し前記蒸気を噴射する噴射部とを有し、制御手段で前記蒸気加熱手段を制御することにより前記蒸気の温度を制御するようにしたもので、蒸気加熱手段を制御することにより蒸気通流手段内を通過する蒸気を加熱して温度を上げたり、蒸気を加熱しないようにして温度を上げないようにするなど自在に制御でき、その結果蒸気の方向を制御することができるので、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。

第６の発明は、特に、第１の発明の蒸気噴射手段で上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射すると共に、制御手段で、前記蒸気の速度を制御して前記蒸気の噴射方向を制御するようにしたもので、蒸気は上昇するものであるが、蒸気が噴射されるときの速度と上昇速度の合成によって蒸気が移動する方向が決まる。よって上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射した場合、蒸気の方向は、蒸気の噴射速度が速いと被加熱物に向かってまっすぐ進む蒸気が多いが、蒸気の噴射速度が遅いと被加熱物に到達する前に上昇する蒸気が多いので全体としてやや上方に向くようになる。よって蒸気の速度を制御することで容易に蒸気の方向を制御して、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。

第７の発明は、特に、第６の発明の蒸気噴射手段は、蒸気を発生させる蒸気発生手段と、前記蒸気を被加熱物よりも上方に導く蒸気通流手段と、前記蒸気通流手段内に風を送る送風手段と、前記蒸気通流手段に連通し前記蒸気を噴射する噴射部とを有し、制御手段で前記送風手段を制御することにより前記蒸気の速度を制御するようにしたもので、送風手段による送風の強さを変えることにより蒸気通流手段内の蒸気の速度を変えて、噴射部から噴射される蒸気の噴射速度を制御して、蒸気の方向を制御することができるので、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。

第８の発明は、特に、第１の発明の蒸気噴射手段で上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射すると共に、制御手段で、蒸気の粒子径を制御して前記蒸気の噴射方向を制御するようにしたもので、蒸気は上昇するものであるが粒子径が大きいほど重いために上昇しにくくなる（下降しやすくなる）性質があるので、蒸気の粒子径が小さいと上昇しやすいのに対し、蒸気の粒子径が大きいと重くなって下降しやすくなる。よって上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射した場合、蒸気の方向は、蒸気の粒子径が小さいと被加熱物に向かう途中から上昇する蒸気が多いので全体としてやや上方に向き、蒸気の粒子径が大きいと被加熱物に向かう途中から重くなって下降する蒸気が多いので全体としてやや下方に向くようになる。よって蒸気の粒子径を制御することで容易に蒸気の方向を制御することができるので、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。

第９の発明は、特に、第８の発明の蒸気噴射手段は、蒸気を発生させる蒸気発生手段と、蒸気を被加熱物よりも上方に導く蒸気通流手段と、前記蒸気通流手段内を通過する蒸気を微細化する微細化手段と、前記蒸気通流手段に連通し前記蒸気を噴射する噴射部とを有し、制御手段で前記微細化手段を制御して前記蒸気の粒子径を制御するようにしたもので、微細化手段で蒸気を微細化した場合、蒸気の粒子径は小さくなり、微細化手段を動作させない場合、蒸気の粒子径は大きいままとなるので、微細化手段を制御することで、容易に蒸気の粒子径を制御でき、その結果蒸気の方向を制御して、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。

第１０の発明は、特に、第１〜９のいずれか一つの発明の蒸気噴射手段で、上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射すると共に、被加熱物よりも下方から加熱室内にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段を有するもので、蒸気噴射手段により上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射して、かつ蒸気の方向を制御することで被加熱物の上面側のいろいろな部位にムラ無く蒸気を当てて加熱するとともに、マイクロ波照射手段により被加熱物よりも下方から加熱室内にマイクロ波を照射することで、被加熱物の蒸気が当たりにくい下面側を加熱することができ、被加熱物を上面から下面までムラ無く加熱することができる。

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、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下に、本発明の第１の実施の形態における加熱装置について、一般に電子レンジと呼ばれる加熱装置を例に、図１〜８を用いて説明する。

図１は、本実施の形態における加熱装置の正面断面図、図２は、同加熱装置の左側面から見た一部切欠き断面図、図３は、同加熱装置の蒸気噴射手段の断面図、図４は、同加熱装置の噴射部の拡大断面図である。

本実施の形態における加熱装置の加熱室１０は、金属材料で形成された各壁面によって電波的に閉じられており、この加熱室１０内に被加熱物（図示せず）を収納する被加熱物収納空間１１を形成している。被加熱物収納空間１１の底面には、被加熱物を載置する非導電性の誘電体材料からなる載置台１２を配している。載置台１２の下方には、加熱室１０の底部を形成する底壁面１３があり、その底壁面１３の略中央部にマイクロ波を放射するマイクロ波照射手段としてアンテナ１４を配している。このアンテナ１４は、マイクロ波を伝送する導波管１５の終端側に配置させ、導波管１５の他端側にはマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段であるマグネトロン１６を設けている。

また、加熱室１０の左奥底には蒸気発生手段１７を配設している。この蒸気発生手段１７は、水溜凹部１８と、水溜凹部１８を下方から加熱する水加熱手段１９および水溜凹部１８を覆う蒸気蓋２０を備えている。また、水を貯える貯水タンク２１と、貯水タンク２１の水を送水管２２および給水口２３を介して水溜凹部１８に給水する送水ポンプ２４を備えている。以上のように、水加熱手段１９により水溜凹部１８内の水を加熱して蒸気を発生させる仕組みになっているので、水加熱手段１９を制御することで蒸気の発生量を制御することができる。

たとえば水加熱手段１９をヒータで構成し、そのヒータに供給する電力を変化させることで蒸気の発生量を変化させることができる。また、加熱室１０の左側壁面１０ａには、開孔２５、２６を配置し、蒸気通流手段２７を介して連通させている。蒸気通流手段２７は、蒸気発生手段１７からの蒸気を加熱室１０の上方に導くためパイプ状に延ばした構成となっている。一方の開孔２５は、蒸気発生手段１７で発生した蒸気を加熱室１０内から蒸気通流手段２７に送るための孔であり、他方の開孔２６は、加熱室１０内の載置台１２に置かれた被加熱物より上方に位置するように、左側壁面１０ａの上部に形成され、蒸気通流手段２７を介して通流してきた蒸気を加熱室１０内に戻すための孔である。

また蒸気通流手段２７には、微細化手段２８を設けている。この微細化手段２８は、必要な場合に、蒸気通流手段２７内を通流する蒸気の粒子を放電（好ましくは直流アーク放電）などを利用して微細化するものである。まず微細化手段２８を使用しない場合、蒸気は発生直後の粒子径が小さいが、粒子同士が互いに凝集して徐々に粒子径が大きくなる。

一方、微細化手段２８を使用した場合、微細化手段２８の放電によって生じた互いに反発するそれぞれの核に水分子が凝集するが、水分子が凝集した核が互いに反発しあうため、蒸気粒子同士がさらに凝集して大きくなるのを防ぐことができ、粒子の微細化状態を維持することができる。

よって微細化手段２８は、放電時間を可変することにより微細化される蒸気の割合を変化させることができる。また蒸気通流手段２７には、蒸気加熱手段２９を設けている。この蒸気加熱手段２９は、必要な場合は、蒸気通流手段２７を周囲から加熱し、蒸気通流手段２７内を通流する蒸気の温度を上げることができる。たとえば蒸気加熱手段２９をヒータで構成し、そのヒータに供給する電力を変化させることで、蒸気通流手段２７内を通流する蒸気の温度を変化させることができる。また蒸気通流手段２７には、送風手段３０を設けている。この送風手段３０は、必要な場合は蒸気通流手段２７内に、下方より風を送りこみ、蒸気通流手段２７内を上方に移動する蒸気の速度を上げることができる。

たとえば送風手段３０をファンで構成し、そのファンの回転数を変化させることで蒸気の速度を変化させることができる。噴射部３１は、蒸気通流手段２７の終端に接続され、開孔２６内を貫通して左側壁面１０ａに固定されている。特に、図４に示すように蒸気通流手段２７よりも蒸気が通過する内部空間の断面積を小さくすることで、ある程度蒸気を加速して直進しやすいようにしている。

具体的には、蒸気通流手段２７の内径Ａが１５ｍｍ前後、噴射部３１の先端の内径Ｂが５ｍｍ前後、長さＣが１０ｍｍ程度とすることで、噴射部３１から出た蒸気は、すぐにモヤモヤと上昇するのではなく、ある程度は被加熱物に向かって直進する傾向を持たせることができる。また、蒸気発生手段１７で発生した蒸気をもれなく開孔２５方向に導くために、蒸気蓋２０とその周縁に設けた弾性材料からなるパッキン３２とで周辺への蒸気の漏れを遮蔽しているが、自由に着脱できる構成となっている。また図３に示すように、（水加熱手段１９を含む）蒸気発生手段１７、蒸気通流手段２７、微細化手段２８、蒸気加熱手段２９、送風手段３０、噴射部３１などは、蒸気を被加熱物に向けて噴射するための構成であり、これらによって蒸気噴射手段３３を形成している。

なお、アンテナ１４は、モータ３４によって回転駆動される。また、被加熱室収納空間１１内の温度を検出する温度検知手段３５、被加熱物の表面から発する赤外線量を透過孔３６を介して検知して被加熱物の表面温度を判定する赤外線検知手段３７を備えている。なお、加熱制御を効果的に行うための加熱情報センシング関連の検出手段は、温度検知手段３５や赤外線検知手段３７のほかに、加熱室内の湿度を検出する手段などを付帯させることができる。

また、制御手段（図示していない）は、操作部（図示していない）からの操作入力信号や各検知手段からの信号に基づき、マイクロ波発生手段であるマグネトロン１６、蒸気発生手段１７の水加熱手段１９、送水ポンプ２４、微細化手段２８、蒸気加熱手段２９、送風手段３０などの動作を制御する。加熱条件、制御条件などは、記憶手段（制御手段と一体であってもよい）に一時的あるいは恒久的に記憶される。操作部には、特に図示しないが、表示部、自動加熱操作キー、手動加熱設定キー、加熱開始キーなどが配設されている。

次に、図５〜図８を用いて蒸気の方向の制御について説明する。やかんなどで水を沸騰させて水蒸気を発生させるときに見られるように、一般に蒸気は上昇する特徴がある。それに対して本実施の形態の場合、噴射部３１が加熱室１０の左側壁面１０ａの上側に位置し、さらに下方の被加熱物（図示せず）に向けて右下向きに蒸気を噴射する構成であるため、蒸気が上昇する特徴を生かすかどうかで蒸気の方向を変化させることができる。

図５は、水加熱手段１９を制御して蒸気の量を制御することによって蒸気の方向を制御する例である。水加熱手段１９をたとえばヒータで形成した場合、そのヒータ出力が大きくなるほど水溜凹部１８内の水が加熱され、蒸気の発生量が増えることになる。又、蒸気の量が少ないと蒸気の粒子同士の距離が離れているので互いに接触しにくいため結合しにくく上昇しやすいのに対し、蒸気の量が多いと蒸気の粒子同士の距離が近くなるので互いに接触しやすくなり結合して重くなって下降しやすくなる。よって被加熱物よりも上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射した場合、蒸気の方向は、蒸気の量が少ないと被加熱物に向かう途中から上昇する蒸気が多いので全体としてやや上方に向き、蒸気の量が多いと被加熱物に向かう途中から重くなって下降する蒸気が多いので全体としてやや下方に向くようになる。

以上のように、制御手段（図示せず）で、水加熱手段１９のヒータ出力を制御して蒸気の量を制御することで容易に蒸気の方向を制御することができるので、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。図５は、水加熱手段１９のヒータ出力を弱、中、強の三段階で変化させた場合、「ヒータ弱」（たとえば３００Ｗ）の場合は蒸気の発生量が少なく上昇しやすいので蒸気の方向は二点鎖線の領域Ｄ１を向き、「ヒータ中」（たとえば７００Ｗ）の場合は蒸気の発生量が中程度で一部の蒸気が結合して重くなり蒸気の方向は点線の領域Ｄ２を向き、「ヒータ強」（たとえば１０００Ｗ）の場合は蒸気の発生量が多く多数の蒸気が結合して重くなり蒸気の方向は破線の領域Ｄ３を向くことになる。すなわち蒸気の方向は、蒸気の量が増えるにつれて図５の右上側から左下側に変化する傾向（矢線ＤＤ）があり、制御手段で蒸気の量を制御することで蒸気の方向を制御することができる。

なお、水加熱手段１９をヒータで構成する場合、３００Ｗと７００Ｗのヒータを一本ずつ備え、それぞれ単独で通電することで「ヒータ弱」と「ヒータ中」を実現し、両方のヒータに同時に通電することで１０００Ｗの「ヒータ強」とすることができる。またヒータへの通電を短時間に断続させれば平均電力を小さくすることができる。たとえば１０００Ｗのヒータ一本のみを備え、連続通電すれば１０００Ｗとなるし、７秒オン３秒オフの断続動作を繰り返すことで平均電力としては７００Ｗとすることができるし、３秒オン７秒オフの断続動作を繰り返すことで平均電力としては３００Ｗとすることができる。

以上のように、制御手段により、ワット数の異なるヒータを切り替えたり断続制御することで、蒸気の発生量を自由にコントロールできるので、蒸気の方向を自在に制御することができる。

図６は、蒸気加熱手段２９を制御して蒸気の温度を制御することによって蒸気の方向を制御する例を示すものである。蒸気加熱手段２９をたとえばヒータで構成した場合、ヒータ出力が大きくなるほど蒸気通流手段２７内を通流する蒸気がより強く加熱され、蒸気の温度が高くなる。

また、蒸気の温度が低いと結露しやすい（水滴となりやすい）状態となり、結露すると重くなって落下しやすく、上には上がりにくくなるが、蒸気の温度が高いと結露しにくく運動エネルギーも大きいから上に上がりやすくなる。よって被加熱物の上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射した場合、蒸気の方向は、蒸気の温度が低いと被加熱物に向かう途中から重くなって下降する蒸気が多いので全体としてやや下方に向くが、蒸気の温度が高いと被加熱物に向かう途中から上昇する蒸気が多いので全体としてやや上方に向くようになる。よって、蒸気加熱手段２９を制御して蒸気の温度を制御することで容易に蒸気の方向を制御することができるので、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。

図６は、蒸気加熱手段２９がオフの場合（通電しない場合）、蒸気の方向は点線の領域Ｅ１を向き、蒸気加熱手段２９がオンの場合（通電した場合）蒸気の温度が高くなるので上に上がりやすくなり蒸気の方向は二点鎖線の領域Ｅ２を向くことになる。さらに蒸気を加熱するのではなく、冷却した場合（たとえば蒸気加熱手段２９を冷却手段としたら）、蒸気通流手段２７内を通流する蒸気が冷却され、蒸気の温度が下がって結露しやすい（水滴となりやすい）状態となり結露すると重くなって落下しやすくなるので、蒸気の方向は破線の領域Ｅ３を向くことになる。すなわち蒸気の方向は、蒸気の温度が上がるにつれて図６の左下側から右上側に変化する傾向（矢線ＥＥ）があり、制御手段で蒸気の温度を制御することで蒸気の方向を容易に制御することができる。

図７は、送風手段３０を制御して蒸気の速度を制御することによって蒸気の方向を制御する例を示すものである。送風手段３０を送風用のファンで構成した場合、ファンの風量が多くなるほど蒸気通流手段２７内を通流する蒸気が加速され、蒸気の速度が速くなる。そして噴射部３１から蒸気が噴射されるときの速度と自然に上昇しようとする上昇速度の合成によって蒸気が移動する方向が決まる。よって被加熱物よりも上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射した場合、蒸気の方向は、蒸気の噴射速度が速いと被加熱物に向かってまっすぐ進む蒸気が多いが、蒸気の噴射速度が遅いと被加熱物に到達する前に上昇する蒸気が多いので全体としてやや上方に向くようになる。よって送風手段３０を制御して蒸気の速度を制御することで容易に蒸気の方向を制御することができるので、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。

図７は、送風手段３０がオフの場合（通電しない場合）蒸気の方向は二点鎖線の領域Ｆ１を向き、送風手段３０がオンの場合（通電した場合）蒸気の速度が速くなるので直進しやすくなり蒸気の方向は点線の領域Ｆ２を向くことになる。すなわち蒸気の方向は、蒸気の速度が速くなるにつれて図７の右上側から左下側に変化する傾向（矢線ＦＦ）があり、制御手段で蒸気の速度を制御することで蒸気の方向を制御することができる。

図８は、微細化手段２８を制御して蒸気の粒子径を制御することによって蒸気の方向を制御する例を示すものである。微細化手段２８は、蒸気通流手段２７内を通流する蒸気の粒子を直流アーク放電を利用して微細化するものである。前述の通り、微細化手段２８を使用しない場合は、蒸気粒子同士が互いに凝集して徐々に粒子径が大きくなるが、微細化手段２８を使用した場合は蒸気粒子同士の凝集を防いで微細化状態を維持することができる。

よって微細化手段２８で放電時間を変化させることにより、微細化される蒸気の割合を変化させることができる。蒸気は上昇するものであるが粒子径が大きいほど重いために上昇しにくくなる（下降しやすくなる）性質があるので、微細化手段２８を使用して蒸気の粒子径を小さくすると上昇しやすいのに対し、微細化手段２８を使用しないで蒸気の粒子径が大きくなると重くなって下降しやすくなる。よって被加熱物の上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射した場合、蒸気の方向は、微細化手段２８を使用して蒸気の粒子径を小さくすると被加熱物に向かう途中から上昇する蒸気が多いので全体としてやや上方に向き、微細化手段２８を使用しないで蒸気の粒子径が大きくなると被加熱物に向かう途中から重くなって下降する蒸気が多いので全体としてやや下方に向くようになる。

よって微細化手段２８で蒸気の粒子径を制御することで容易に蒸気の方向を制御することができるので、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。図８は、微細化手段２８がオフの場合（通電しない場合）蒸気の方向は破線の領域Ｇ１を向き、微細化手段２８がオンの場合（通電した場合）蒸気の粒子径が小さくなるので上昇して蒸気の方向は二点鎖線の領域Ｇ２を向き、微細化手段２８のオン／オフを断続的に切り替えた場合、蒸気の粒子径が一部小さくなるのでわずかに上昇して蒸気の方向は点線の領域Ｇ３を向くことになる。すなわち蒸気の方向は、蒸気の粒子径が大きくなるにつれて図８の右上側から左下側に変化する傾向（矢線ＧＧ）があり、制御手段で微細化手段２８を制御して、蒸気の粒子径を制御することで蒸気の方向を制御することができる。

以上のように本実施の形態は、被加熱物を収納する加熱室と、被加熱物よりも上方から加熱室内に蒸気を噴射して被加熱物を加熱する蒸気噴射手段と、蒸気の方向を制御する制御手段を有する構成としたもので、これによって、被加熱物が複数あるとか面積が大きい場合でも、蒸気の方向を固定せずに被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てて、加熱ムラの少ない加熱を行うことができる。

また、図示しないが、被加熱物は通常載置台１２の中央に置かれるので、噴射部３１によって上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射させて加熱し、アンテナ（マイクロ波照射手段）１４によって被加熱物よりも下方からマイクロ波を照射して加熱する構成である。

これによって、たとえば被加熱物の中でも実使用の頻度が高い茶碗一杯の冷やごはんのような食品、即ち、マイクロ波の波長（約１２０ｍｍ）と比べてあまり大きくなく、ひとかたまりになっていて、均質なもの（部位に寄らず誘電率が一定なもの）を加熱する場合、マイクロ波による加熱で被加熱物の中心温度が高くて周囲温度が低くなる傾向（第一の傾向）がある。

また、下方からマイクロ波を照射することで被加熱物の下部の温度が高くて上部の温度が低くなる傾向がある。下方からマイクロ波を照射する構成は、最近の家庭用電子レンジに多く見られる構成で、以前のターンテーブル方式と比較すると底面が平らなので掃除がしやすいとか、隅まで広々使えるなどのメリットにより普及してきたものである。そして、設置スペースの関係で外形は大きくしたくないにも関わらず被加熱物収納空間１１はできるだけ広くしたいというニーズがあるので、載置台１２をできるだけ下に下げることが望ましい。

よってアンテナ１４と被加熱物の距離が近づくことになり、アンテナ１４から照射されるマイクロ波が被加熱物の底部にダイレクトに吸収され、下部の温度が高くて上部の温度が低いという傾向（第二の傾向）が出やすくなっている。ちなみに最近の電子レンジに関しては、アンテナ１４の上端と載置台１２の上面との距離は、３０ｍｍ以下がほとんどであり中には１０ｍｍ程度しかない場合もある。

そこで、本実施の形態では、上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射するので被加熱物の上部に直接蒸気がぶつかり短時間で被加熱物の上部の温度を高くすることができるので、マイクロ波照射による第一の傾向や第二の傾向と打ち消しあうことができて、被加熱物の温度分布を良くすることができる。

また、蒸気噴射手段３３の噴射部３１は、加熱室１０の壁面から蒸気を噴射する構成としているので、天面から蒸気を噴射する場合と比較して、万一噴射部３１の出口付近で蒸気が結露し、その水が真下に落下したとしても、壁面に近いところに落ちるだけで被加熱物には直接かからないので、被加熱物に局部的な水溜りが発生せず、その結果、温度分布を含めたできばえの悪化を防ぐことができる。

さらに、蒸気噴射手段３３の噴射部３１は、加熱室１０の左側壁面１０ａから蒸気を噴射する構成としているので、後壁面からと比較して側壁面からのほうが、蒸気噴射中に万一使用者がドアを開けたとしても蒸気が使用者側に向かわない。よって使用者にとって安全性が高いとか、使用者が眼鏡をかけていても曇りにくいとか、部屋に蒸気が出て行きにくいので部屋の天井などに結露しにくいという傾向がある。

なお、本実施の形態では噴射部３１を、左側壁面１０ａのみに構成したが、この構成ではいくら蒸気の方向を制御したとしても、図５から図８に見られるように左下側から右上側の範囲のみでしか制御できない。そこで対向する右壁面にも蒸気噴射手段３３の噴射部３１を構成して本実施の形態と組み合わせる方法がある。こうすれば、左側の噴射部３１からの蒸気の向きを左下側から右上側の範囲で制御し、右側の噴射部３１からの蒸気の方向を右下側から左上側の範囲で制御し、互いに補い合うことが可能となる。このように複数の場所に噴射部３１を構成すれば、より一層ムラ無く被加熱物を均一に加熱することができる。

なお、本実施の形態において、蒸気の方向を制御する具体的な構成として、蒸気の量によって蒸気の方向を制御する水加熱手段１９と、蒸気の温度によって蒸気の方向を制御する蒸気加熱手段２９と、蒸気の速度によって蒸気の方向を制御する送風手段３０と、蒸気の粒子径によって蒸気の方向を制御する微細化手段２８とを同じ実施の形態の中で示したが、もちろんいずれか一つを単独で採用しても良いし、いくつかのみを抜粋して採用することも可能である。もし単独で採用したとしても、従来の特許文献１に示されたようなフレキシブル管の向きを使用者が手動で調節する場合（一回の加熱中は蒸気の方向が固定されている）と比べると、一回の加熱中に連続的にかつ自動的に蒸気の方向を制御することが可能であり、被加熱物のいろいろな部位に蒸気を当てることができ、ムラの少ない加熱を行うことができる。ただし、本実施の形態のように多くの手段を組み合わせたほうが蒸気の方向を非常に細かく制御できる効果がある。

以上のように本発明の加熱装置によれば、被加熱物に向けて噴射される蒸気の噴射方向を制御して、様々な形状の被加熱物を均一性よく加熱することができるで、加熱調理用にスチームを使用する電子レンジ、オーブンレンジ、オーブンあるいはグリラーなどと複合させた加熱装置はもとより、半導体装置、乾燥装置などの工業分野における加熱装置にも適用できる。

本発明の実施の形態１における加熱装置の正面断面図 同加熱装置の左側面から見た一部切欠き断面図 同加熱装置の蒸気噴射手段の断面図 同加熱装置の噴射部の拡大断面図 同加熱装置において水加熱手段を制御した場合の蒸気の噴射方向を説明する正面断面図 同加熱装置において蒸気加熱手段を制御した場合の蒸気の噴射方向を説明する正面断面図 同加熱装置において送風手段を制御した場合の蒸気の噴射方向を説明する正面断面図 同加熱装置において微細化手段を制御した場合の蒸気の噴射方向を説明する正面断面図

符号の説明

１０ 加熱室
１４ アンテナ（マイクロ波照射手段）
１７ 蒸気発生手段
１９ 水加熱手段
２７ 蒸気通流手段
２８ 微細化手段
２９ 蒸気加熱手段
３０ 送風手段
３１ 噴射部
３３ 蒸気噴射手段

Claims (10)

1. 被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室内に蒸気を噴射して被加熱物を加熱する蒸気噴射手段と、前記蒸気の噴射方向を制御する制御手段とを有する加熱装置。
2. 蒸気噴射手段で上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射すると共に、制御手段で、前記蒸気の量を制御して前記蒸気の噴射方向を制御するようにした請求項１に記載の加熱装置。
3. 蒸気噴射手段は、水を加熱する水加熱手段により蒸気を発生させる蒸気発生手段と、前記蒸気を被加熱物よりも上方に導く蒸気通流手段と、前記蒸気通流手段に連通し前記蒸気を噴射する噴射部とを有し、制御手段で前記水加熱手段を制御することにより前記蒸気の量を制御するようにした請求項２に記載の加熱装置。
4. 蒸気噴射手段で上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射すると共に、制御手段で、前記蒸気の温度を制御して前記蒸気の噴射方向を制御するようにした請求項１に記載の加熱装置。
5. 蒸気噴射手段は、蒸気を発生させる蒸気発生手段と、前記蒸気を被加熱物よりも上方に導く蒸気通流手段と、前記蒸気通流手段内を通過する蒸気を加熱する蒸気加熱手段と、前記蒸気通流手段に連通し前記蒸気を噴射する噴射部とを有し、制御手段で前記蒸気加熱手段を制御することにより前記蒸気の温度を制御するようにした請求項４に記載の加熱装置。
6. 蒸気噴射手段で上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射すると共に、制御手段で、前記蒸気の速度を制御して前記蒸気の噴射方向を制御するようにした請求項１に記載の加熱装置。
7. 蒸気噴射手段は、蒸気を発生させる蒸気発生手段と、前記蒸気を被加熱物よりも上方に導く蒸気通流手段と、前記蒸気通流手段内に風を送る送風手段と、前記蒸気通流手段に連通し前記蒸気を噴射する噴射部とを有し、制御手段で前記送風手段を制御することにより前記蒸気の速度を制御するようにした請求項６に記載の加熱装置。
8. 蒸気噴射手段で上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射すると共に、制御手段で、蒸気の粒子径を制御して前記蒸気の噴射方向を制御するようにした請求項１に記載の加熱装置。
9. 蒸気噴射手段は、蒸気を発生させる蒸気発生手段と、蒸気を被加熱物よりも上方に導く蒸気通流手段と、前記蒸気通流手段内を通過する蒸気を微細化する微細化手段と、前記蒸気通流手段に連通し前記蒸気を噴射する噴射部とを有し、制御手段で前記微細化手段を制御して前記蒸気の粒子径を制御するようにした請求項８に記載の加熱装置。
10. 蒸気噴射手段で上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射すると共に、被加熱物よりも下方から加熱室内にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段を有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の加熱装置。