JP2020064764A - 流体加熱装置、加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱管を流れる流体の温度を迅速に上げることができ、且つ、加熱管を流れる流体の温度調整が容易な流体加熱装置を提供すること。【解決手段】水蒸気供給装置は、流体を加熱するヒーター（１０２）と、上記流体が流れる加熱管（１０１）と、を備え、上記加熱管（１０１）は、上記ヒーター（１０２）の周囲に螺旋状に巻き付いている。【選択図】図１

Description

本発明は、水や水蒸気等の流体を加熱する流体加熱装置に関する。

流体である液体を加熱する液体加熱装置として、例えば特許文献１に開示された液体加熱装置がある。

上記液体加熱装置は、液体を加熱するらせん状のヒーターと、ヒーターのらせんにおける隣り合う２つの段の間に、各段が配置されたらせん状の加熱菅と、ヒーターと加熱菅との隙間を埋め込む熱伝達材料で構成された材料部と、を備えている。

これにより、従来の液体加熱装置に比べて、小型でありながら熱効率も高く、製造コストも安い液体加熱装置を実現している。

特開２０１５−２６５６５号公報（２０１５年 ２月 ５日公開）

しかしながら、特許文献１に開示された液体加熱装置は、ヒーターと加熱菅との隙間を埋め込む熱伝達材料としてアルミニウム（アルミダイキャスト）を用いているため、ヒーターの熱がアルミニウムを介して加熱管に伝わる。つまり、アルミニウムが十分に加熱されないと、加熱管を流れる流体も十分に加熱することができない。このように、ヒーターの熱がアルミニウムを介して加熱管を伝わる構造では、加熱管を流れる流体の温度を迅速に上げるのは難しく、且つ、加熱管を流れる流体の温度調整も難しい。

本発明の一態様は、加熱管を流れる流体の温度を迅速に上げることができ、且つ、加熱管を流れる流体の温度調整が容易な流体加熱装置を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る流体加熱装置は、流体を加熱する流体加熱装置であって、流体を加熱するヒーターと、上記流体が流れる加熱管と、を備え、上記加熱管は、上記ヒーターの周囲に螺旋状に巻き付けられていることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、加熱管を流れる流体の温度を迅速に上げることができ、且つ、加熱管を流れる流体の温度調整を容易にできるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る液体加熱装置に備えられた加熱ユニットの概略構成を示す斜視図である。 （ａ）は図１に示した加熱ユニットを備えた調理器を後方斜め上方から見た場合の内部構造を概略的に示す斜視図であり、（ｂ）は上記加熱調理器の内部構造を概略的に示す背面図である。 図２に示す加熱調理器の制御部の概略ブロック図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。本実施形態では、本発明の流体加熱装置を加熱調理器の水蒸気発生装置に適用した例について説明する。従って、本実施形態では、加熱対象となる流体は、水および水蒸気となる。

（水蒸気供給装置）
図２の（ａ）は、本実施の形態における加熱調理器１を後方斜め上方から見た場合の内部構造を概略的に示す斜視図である。図２の（ｂ）は、加熱調理器１の内部構造を概略的に示す背面図である。

図２に示すように、加熱調理器１は、水蒸気または過熱水蒸気を調理室１０へ供給する水蒸気供給装置２０を収容している。水蒸気供給装置２０は、水を貯留する水タンク２１と、水タンク２１から水を搬送するポンプ２２と、搬送された水を用いて水蒸気または過熱水蒸気を発生する水蒸気発生部２３とを備えている。水タンク２１と、ポンプ２２と、水蒸気発生部２３との間は、水が内部を通る供給管２４によって接続されている。

水タンク２１の上面にはタンク蓋２１ａが設けられ、ユーザは、水タンク受部から水タンク２１を抜き取り、タンク蓋２１ａを取り外して水タンク２１内へ水を注入することができる。水タンク２１に貯留された水は、ポンプ２２が駆動することによって、供給管２４を通じて水蒸気発生部２３へと搬送される。

（水蒸気供給装置の制御）
水蒸気供給装置２０は、図３に示す制御部１０３によって、ポンプ２２、熱源１０２ａが制御されている。

制御部１０３は、ポンプ２２を制御することによって、水タンク２１からの流体（水）を供給管２４に送り出す。供給管２４の先には、水蒸気発生部２３を構成している構成要素の一つである加熱管１０１が接続されている。つまり、供給管２４から送り出された流体（水）は加熱管１０１に供給されることになる。

また、制御部１０３は、熱源１０２ａを制御することによって後述するヒーター１０２の加熱制御を行う。

（加熱ユニット）
図１は、加熱調理器１の水蒸気供給装置２０に備えられた加熱ユニットとしての水蒸気発生部２３の概略構成を示す斜視図である。水蒸気発生部２３は、図１に示すように、流体が流れる加熱管１０１、加熱管１０１を流れる流体を加熱するヒーター１０２を備えている。

加熱管１０１は、螺旋状に折れ曲がった構造になっている。これにより、ヒーター１０２の周囲に巻き付くようになっている。加熱対象となる液体は、上述した水蒸気供給装置２０を構成する供給管２４から給水口１０１ａに供給され、螺旋状の流路に沿って加熱管１０１を通過し、蒸気噴射口１０１ｂから流出する。

加熱管１０１の材料は、熱伝導性が良好であり、曲げ加工性がよい材料が好ましく、例えば、銅合金、アルミニウム合金等が挙げられるが、耐食性の観点からステンレス材料、例えばＳＵＳが好ましい。本実施形態では、加熱管１０１として、ＳＵＳパイプを用いる。

このように、加熱管１０１がヒーター１０２の周囲に巻き付いているので、当該ヒーター１０２からの熱を直接受ける加熱管１０１の表面の面積が大きくなる。このため、ヒーター１０２の加熱温度がほぼそのまま加熱管１０１全体に伝わることになる。これにより、ヒーター１０２の温度を調整すれば、加熱管１０１に伝わる熱の温度も調整されるので、加熱管１０１を流れる流体の温度上昇、温度調整を容易に行うことができる。

ヒーター１０２は、内部に熱源１０２ａを有するガラス管１０２ｂからなるガラス管ヒーターである。従って、ガラス管１０２ｂの表面に加熱管１０１が巻き付いている。熱源１０２ａとしては、ニクロム線等の電気抵抗の大きい金属が用いられる。熱源１０２ａの駆動制御は、上述した制御部１０３によって行われる。

熱源１０２ａに流す電流を多くすればそれだけ、当該熱源１０２ａが高温（例えば８００℃）になり、ガラス管１０２ｂの表面も高温にすることができる。これにより、ガラス管１０２ｂの表面温度を直ぐに高温（例えば８００℃）になるまで加熱することが可能となる。この場合、加熱管１０１を流れる流体も５００℃程度に加熱することが可能となる。

従って、水蒸気発生部２３は、流体として水を用いれば、５００℃まで加熱された過熱水蒸気を発生することができる。つまり、加熱調理器１内の調理室（加熱庫）１０に５００℃の過熱水蒸気を供給することができる。

なお、加熱管１０１の蒸気噴射口１０１ｂの径は、加熱した液体（例えば湯）が水蒸気発生部２３から排出される場合、加熱管１０１の径に対し変更する必要がない。一方、加熱管１０１を通過する液体または蒸気が加熱され、液体の蒸気（例えば水蒸気）として水蒸気発生部２３から排出される場合、蒸気の吹き出し流速を得るために、加熱管１０１の蒸気噴射口１０１ｂの径は、加熱管１０１の径よりも小さくするのが好ましい。

ここで、加熱管１０１は、ヒーター１０２の周囲に隙間無く巻き付けられている。すなわち、加熱管１０１が形成する螺旋の各段の隙間が無いように、ヒーター１０２の周囲に巻き付いている。なお、ここでいう「段」とは、らせんにおける１回転に相当する部分を意味する。これにより、加熱管１０１がヒーター１０２の周囲に隙間無く巻き付いていることで、加熱管１０１から外部へ漏れる熱を極力少なくし、加熱管１０１を流れる流体をさらに効率よく加熱することができる。

以下の実施形態２，３では、加熱管１０１を流れる流体をさらに効率よく加熱するための例について説明する。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

（加熱管）
水蒸気発生部２３において、加熱管１０１は、ヒーター１０２の周囲に密着して巻き付いているのが好ましい。これにより、加熱管１０１に対してヒーター１０２の熱が直接伝わることになるので、加熱管１０１を流れる流体をさらに効率よく加熱することができる。

しかも、前記実施形態１で説明したように、加熱管１０１がヒーター１０２の周囲に隙間無く巻き付いていれば、さらに、加熱管１０１を流れる流体を効率よく加熱することができる。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

（加熱管）
水蒸気発生部２３において、加熱管１０１におけるヒーター１０２の巻き付き面に黒塗装が施されているのが好ましい。つまり、加熱管１０１の表面のうち、ヒーター１０２に巻き付いている部分における、当該ヒーター１０２に対向している面に黒塗装が施されているのが好ましい。これにより、加熱管１０１の黒塗装を施した面におけるヒーター１０２からの熱の吸収が多くなるので、加熱管１０１を流れる流体をさらに効率よく加熱することができる。

しかも、前記実施形態１で説明したように、加熱管１０１がヒーター１０２の周囲に隙間無く巻き付いていれば、さらに、加熱管１０１を流れる流体を効率よく加熱することができる。また、前記実施形態２で説明したように、加熱管１０１は、ヒーター１０２の周囲に密着して巻き付いていれば、さらに、加熱管１０１を流れる流体を効率よく加熱することができる。

〔変形例〕
前記実施形態１〜３は、何れもヒーターとしてガラス管ヒーターを例に説明したが、ガラス管ヒーターの熱源（発熱体）としては、ニクロム系でも、カーボン系でもよい。但し、安価な流体加熱装置を実現する場合には、カーボン系は高価であるため、ニクロム系が好ましい。

また、本発明では、加熱管１０１に流れる流体を５００℃まで加熱することができるヒーターであればどのような方式、構造のヒーターであってもよい。さらに、流体の加熱温度は５００℃に限定されるものではなく、５００℃よりも高くてもよいし、５００℃よりも低くてもよい。また、流体として水に限定されるものではなく、他の流体であってもよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ 加熱調理器
１０ 調理室
２０ 水蒸気供給装置
２１ 水タンク
２１ａ タンク蓋
２２ ポンプ
２３ 水蒸気発生部
２４ 供給管
１０１ 加熱管
１０１ａ 給水口
１０１ｂ 蒸気噴射口
１０２ ヒーター
１０２ａ 熱源
１０２ｂ ガラス管
１０３ 制御部

Claims (6)

1. 流体を加熱する流体加熱装置であって、
   流体を加熱するヒーターと、
   上記流体が流れる加熱管と、を備え、
   上記加熱管は、上記ヒーターの周囲に螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする流体加熱装置。
2. 上記ヒーターは、
   内部に熱源を有するガラス管ヒーターであることを特徴とする請求項１に記載の流体加熱装置。
3. 上記加熱管は、
   上記ヒーターの周囲に隙間無く巻き付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の流体加熱装置。
4. 上記加熱管は、上記ヒーターの周囲に密着して巻き付けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の流体加熱装置。
5. 上記加熱管における上記ヒーターの巻き付き面に黒塗装が施されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の流体加熱装置。
6. 加熱庫に供給する水蒸気および過熱水蒸気の少なくとも一方を供給する水蒸気供給装置を備えた加熱調理器であって、
   上記水蒸気供給装置は、請求項１〜５の何れか１項に記載の流体加熱装置を含み、当該流体加熱装置によって水蒸気および過熱水蒸気の少なくとも一方を上記加熱庫に供給することを特徴とする加熱調理器。

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