JP3708107B2 - 蒸気発生装置及びこれを搭載した蒸気調理器 - Google Patents

Description

本発明は蒸気発生装置及びこれを搭載した蒸気調理器に関する。

蒸気を用いて加熱調理を行う蒸気調理器については、これまでにも数々の提案がなされている。その例を特許文献１〜３に見ることができる。特許文献１には食品トレイの中に蒸気を噴射する蒸気調理装置が記載されている。特許文献２には過熱蒸気をオーブン庫に送り込む、あるいはオーブン庫内の蒸気を輻射加熱によって過熱蒸気にする加熱調理装置が記載されている。特許文献３には過熱蒸気を加熱室全体と食品近傍部の一方又は双方に供給する加熱調理装置が記載されている。
実開平３−６７９０２号公報（全文明細書第４−６頁、図１−３） 特開平８−４９８５４号公報（第２−３頁、図１、２−８） 特開平１１−１４１８８１号公報（第３−５頁、図１−３）

蒸気発生装置をどこに置くかという観点で蒸気調理器を分類すると、外部配置方式と内部配置方式の二通りに区分することができる。特許文献１に記載された装置は外部配置方式を採用し、特許文献２、３に記載された装置は内部配置方式を採用している。外部配置方式の場合、大型で蒸気発生能力の高い蒸気発生装置を用いることができるが、構成が大がかりになり、家庭内使用に適するとは言い難い。

本発明は、蒸気調理器の機内に配置することを念頭に置いた、小型で能力の高い蒸気発生装置を提供することを目的とする。また、このような蒸気発生装置を搭載した、コンパクト且つ高性能の蒸気調理器を提供することを目的とする。

（１）本発明の蒸気発生装置は、筒型且つ垂直面を構成する側壁の平面輪郭形状が偏平で細長い水平断面形状となったポットと、このポットの底部に配置されたヒータと、このポットの上部においてポットの軸線と交差する方向に延びるとともに、垂直断面形状が偏平な空間を占める蒸気吸引部と、蒸気吸引部を構成し、ポットの一方の偏平側面から他方の偏平側面に抜けるように形成された蒸気吸引エジェクタとを備える。

（２）前記構成の蒸気発生装置において、前記ヒータが、ポット内の水に浸るシーズヒータである。

（３）前記構成の蒸気発生装置において、蒸気吸引エジェクタを複数備えた構成とする。

（４）前記構成の蒸気発生装置において、前記複数の蒸気吸引エジェクタが、同一高さレベルで互いに並列に配置されている。

（５）本発明蒸気調理器は、被加熱物を入れる加熱室と、この加熱室内の気体を吸い込み、吸い込んだ気体を再び加熱室に還流させる外部循環路と、この外部循環路に前記蒸気吸引部から蒸気を供給する、前記構成の蒸気発生装置とを備える。

（６）前記構成の蒸気調理器において、前記（３）又は（４）に記載の蒸気発生装置を備え、前記外部循環路が、それぞれに前記蒸気吸引エジェクタが含まれる複数の分路に分かれている。

（７）前記構成の蒸気調理器において、前記ポットの偏平側面が前記加熱室の側壁と平行をなすように前記蒸気発生装置が配置されている。

（８）前記構成の蒸気調理器において、前記加熱室に隣接して設けたサブキャビティに前記外部循環路が接続され、外部循環路よりサブキャビティに流入する蒸気がサブキャビティ内の加熱手段で加熱されて加熱室に供給される。

上記構成により、次のような効果が奏される。

（１）ポットの垂直面を構成する側壁の平面輪郭形状が偏平で細長い水平断面形状となっているため、ヒータを配設する場合、平面形状円形のポットに比べ、同一面積に対して長いヒータを配設できるから、投入電力を大きくでき、蒸発量を大きくすることができる。
また、蒸気吸引部を構成し、ポットの一方の偏平側面から他方の偏平側面に抜けるように形成された蒸気吸引エジェクタを備えているため、蒸気吸引領域が広がり、蒸気を速やかに吸引することができる。

またポットの上部に設けられた蒸気吸引部は垂直断面形状が偏平な空間を占め、広い領域をカバーするから、発生した蒸気をまんべんなく均一に吸引することができる。

（２）ポット内の水を加熱するヒータがポット内の水に浸るシーズヒータであるから加熱効率が良く、消費エネルギーに対する蒸気発生能力の割合が向上する。

（３）蒸気吸引エジェクタを複数備えている。

（４）複数の蒸気吸引エジェクタが同一高さレベルで互いに並列に配置されているから、高さ方向に空間のゆとりがない場合でも大量の蒸気の輸送が可能となる。

（５）蒸気調理器の加熱室に、この加熱室内の気体を吸い込み、吸い込んだ気体を再び加熱室に還流させる外部循環路を組み合わせ、この外部循環路に前記のような蒸気発生装置で蒸気を供給するものとしたから、消費電力量などに制約を受ける場合でも、調理に必要な量の蒸気を十分確保することができる。

（６）蒸気吸引エジェクタが複数設けられていることに対応して、外部循環路を、それぞれに蒸気吸引エジェクタが含まれる複数の分路に分けたから、通路の圧力損失が少なくなり循環蒸気量を大きくできるととともに、外部循環路を流れる気体に蒸気を速やかに混合することができる。

（７）ポットの偏平側面が加熱室の側面と平行をなすように蒸気発生装置が配置されているから、蒸気発生装置が蒸気調理器のキャビネット内に大きな空間を占めることがなく、キャビネット内の空間利用効率が向上する。

（８）加熱室に隣接して設けたサブキャビティに外部循環路が接続され、外部循環路よりサブキャビティに流入する蒸気がサブキャビティ内の加熱手段で加熱されて加熱室に供給されるから、調理に用いる蒸気の温度を容易にコントロールすることができる。過熱蒸気にまで温度を高めて調理を行うことも可能となる。

以下、本発明による蒸気調理器の一実施形態を図１〜１５に基づき説明する。図１は外観斜視図、図２は加熱室の扉を開いた状態の外観斜視図、図３は加熱室の扉を取り去った状態の正面図、図４は内部機構の基本構造図、図５は図４と直角の方向から見た内部機構の基本構造図、図６は加熱室の上面図、図７は蒸気発生装置の垂直断面図、図８は図７のＡ−Ａ線の箇所における水平断面図、図９は図７のＢ−Ｂ線の箇所における水平断面図、図１０は蒸気発生装置の正面図、図１１は送風装置の垂直断面図、図１２はサブキャビティの底面パネルの上面図、図１３は制御ブロック図、図１４は図４と同様の基本構造図にして図４と異なる状態を示すもの、図１５は図５と同様の基本構造図にして図５と異なる状態を示すものである。

蒸気調理器１は直方体形状のキャビネット１０を備える。キャビネット１０の正面には扉１１が設けられる。扉１１は下端を中心に垂直面内で回動するものであり、上部のハンドル１２を握って手前に引くことにより、図１に示す垂直な閉鎖状態から図２に示す水平な開放状態へと９０゜姿勢変換させることができる。扉１１は、耐熱ガラスをはめ込んだ透視部を備える中央部分１１Ｃの左右に、金属製装飾板で仕上げられた左側部分１１Ｌ及び右側部分１１Ｒを対称的に配置した構成を備える。右側部分１１Ｒには操作パネル１３が設けられている。

扉１１を開くとキャビネット１０の正面が露出する。扉１１の中央部分１１Ｃに対応する箇所には加熱室２０が設けられている。扉１１の左側部分１１Ｌに対応する箇所には水タンク室７０が設けられている。扉１１の右側部分１１Ｒに対応する箇所には特に開口部は設けられていないが、その箇所の内部に制御基板が配置されている。

加熱室２０は直方体形状で、扉１１に面する正面側は全面的に開口部となっている。加熱室２０の残りの面はステンレス鋼板で形成される。加熱室２０の周囲には断熱対策が施される。加熱室２０の床面にはステンレス鋼板製の受皿２１が置かれ、受皿２１の上には被加熱物Ｆを載置するステンレス鋼線製のラック２２が置かれる。

加熱室２０の中の蒸気（通常の場合、加熱室２０内の気体は空気であるが、蒸気調理を始めると空気が蒸気で置き換えられて行く。本明細書では加熱室２０内の気体が蒸気に置き換わっているものとして説明を進める）は図４に示す外部循環路３０を通って循環する。

外部循環路３０の始端となるのは、加熱室２０の奥の側壁の上部の片隅に形成された吸込口２８である。本実施形態では、図３に見られるように、側壁の左上隅に吸込口２８が配置されている。吸込口２８は複数の水平なスリットを上下に並べたものであり、上方のスリットほど長く、下に行くほど短くして、全体として直角三角形の開口形状を形づくっている（図１１参照）。直角三角形の直角の角は加熱室２０の奥の側壁の角に合わせる。すなわち吸込口２８の開口度は加熱室２０の奥の側壁の上辺に近いほど大きい。また左辺に近いほど大きい。

吸込口２８に続くのは外部循環路３０内を流れる気流を形成する送風装置２５である。送風装置２５は加熱室２０の一側壁の外面に近接して配置される。一側壁としては加熱室２０の奥の側壁が選定されている。図１１に見られるように、送風装置２５は遠心ファン２６及びこれを収容するファンケーシング２７と、遠心ファン２６を回転させるモータ２９を備える。遠心ファン２６としてはシロッコファンを用いる。モータ２９には高速回転が可能な直流モータを使用する。ファンケーシング２７は加熱室２０の奥の側壁の外面の、吸込口２８の右下の位置に固定されている。

ファンケーシング２７は吸込口２７ａと吐出口２７ｂを有する。吐出口２７ｂは特定の方向を指向するが、その方向の意味は後で説明する。

外部循環路３０の中で送風装置２５に続くのは蒸気発生装置５０である。蒸気発生装置５０の詳細は後で説明する。蒸気派生装置５０は送風装置２５と同様に加熱室２０の奥の側壁の外面に近接して配置される。ただし送風装置２５が加熱室２０の左寄りの位置に配置されているのに対し、蒸気発生装置５０は加熱室２０のセンターライン上にある。

外部循環路３０の中で、ファンケーシング２７の吐出口２７ｂから蒸気発生装置５０までの区間はダクト３１により構成される。蒸気発生装置５０を出た後の区間はダクト３５により構成される。ダクト３５は加熱室２０に隣接して設けられたサブキャビティ４０に接続する。

サブキャビティ４０は、加熱室２０の天井部の上で、平面的に見て天井部の中央部にあたる箇所に設けられる。サブキャビティ４０は平面形状円形であり、その内側には蒸気の加熱手段である気体昇温ヒータ４１が配置されている。気体昇温ヒータ４１はメインヒータ４１ａとサブヒータ４１ｂからなり、いずれもシーズヒータにより構成される。加熱室２０の天井部にはサブキャビティ４０と同大の開口部が形成され、ここにサブキャビティ４０の底面を構成する底面パネル４２がはめ込まれる。

底面パネル４２には複数の上部噴気孔４３が形成される。上部噴気孔４３の各々は真下を指向する小孔であり、ほぼパネル全面にわたり分散配置されている。上部噴気孔４３は平面的、すなわち二次元的に分散配置されるが、底面パネル４２に凹凸を設けて三次元的な要素を加味してもよい。

底面パネル４２は上下両面とも塗装などの表面処理により暗色に仕上げられている。使用を重ねることにより暗色に変色する金属素材で底面パネル４２を成形してもよい。あるいは、暗色のセラミック成型品で底面パネル４２を構成してもよい。

別体の底面パネル４２でサブキャビティ４０の底面を構成するのでなく、加熱室２０の天板をそのままサブキャビティ４０の底面に兼用することもできる。この場合には、天板のうち、サブキャビティ４０に相当する箇所に上部噴気孔４３を設け、またその上下両面を暗色に仕上げることになる。

加熱室２０の左右両側壁の外側には、図５に示すように小型のサブキャビティ４４が設けられる。サブキャビティ４４はサブキャビティ４０にダクト４５で接続し、サブキャビティ４０から蒸気の供給を受ける（図５、６参照）。ダクト４５は断面円形のパイプにより構成される。ステンレス鋼製のパイプを用いるのが望ましい。

加熱室２０の側壁下部には、サブキャビティ４４に相当する箇所に複数の側部噴気孔４６が設けられる。各側部噴気孔４６は加熱室２０に入れられた被加熱物Ｆの方向、正確に言えば被加熱物Ｆの下方を指向する小孔であり、ラック２２に載置された被加熱物Ｆの方向に蒸気を噴出させる。噴出した蒸気が被加熱物Ｆの下に入り込むよう、側部噴気孔４６の高さ及び向きが設定される。また、左右から噴出した蒸気が被加熱物Ｆの下で出会うように側部噴気孔４６の位置及び／又は方向が設定されている。

側部噴気孔４６は別体のパネルに形成してもよく、加熱室２０の側壁に直接小孔を穿つ形で形成してもよい。これは上部噴気孔４３の場合と同様である。しかしながらサブキャビティ４０の場合と異なり、サブキャビティ４４に相当する箇所を暗色に仕上げる必要はない。

なお、左右合わせた側部噴気孔４６の面積和は、上部噴気孔４３の面積和よりも大とされている。このように大面積とした側部噴気孔４６に大量の蒸気を供給するため、１個のサブキャビティ４４につき複数（図では４本）のダクト４５が設けられている。

続いて蒸気発生装置５０の構造を説明する。蒸気発生装置５０は中心線を垂直にして配置された筒型のポット５１を備える。ポット５１は垂直面を構成する側壁の平面輪郭形状が偏平で、細長い水平断面形状、すなわち長方形、長円形、あるいはこれらに類する水平断面形状を有する。ポット５１には耐熱性が求められるが、その条件を満たすかぎり、どのような材料で形成してもよい。金属でもよく、合成樹脂でもよい。セラミックの採用も可能である。異種材料を組み合わせてもよい。

蒸気発生装置５０は、図６に見られる通り、ポット５１の一方の偏平側面が加熱室２０の奥の側壁と平行をなす形で取り付けられている。この形であれば、加熱室２０の外面とキャビネット１０の内面との空間の幅が狭くても蒸気発生装置５０を配置することができる。従って前記空間の幅を縮めてキャビネット１０をコンパクトにし、キャビネット１０内の空間利用効率を向上させることができる。

ポット５１内の水を熱するのはポット５１の底部に配置された蒸気発生ヒータ５２である。蒸気発生ヒータ５２はシーズヒータからなり、ポット５１内の水に浸って水を直接加熱する。図９に見られるように、ポット５１の平面形状が偏平であることに合わせ、蒸気発生ヒータ５２もポット５１の内面に沿う形で平面形状馬蹄形に曲げられている。サブキャビティ４０の中の気体昇温ヒータ４１と同様、蒸気発生ヒータ５２もメインヒータ５２ａとサブヒータ５２ｂからなり、前者を外側、後者を内側に配置している。断面の直径も異なり、メインヒータ５２ａは太く、サブヒータ５２ｂは細い。

面積の等しい面の中にシーズヒータを配置することを考えた場合、円形の面の中に円形に曲げたシーズヒータを入れるケースよりも、長方形や長円形の面の中に馬蹄形のような偏平な形に曲げたシーズヒータを入れるケースの方がシーズヒータの長さが長くなる。すなわち断面円形のポットに円形に曲げたシーズヒータを入れるよりも、細長い水平断面形状のポットの中に馬蹄形のように曲げたシーズヒータを入れた方が同一水量に対するシーズヒータの長さの比率が大きくなり、シーズヒータの表面積が大きくなるとともに、大きな電力も投入できるので、熱を水に伝えやすくなる。このため本実施形態の蒸気発生装置５０では水を速やかに加熱することができる。

ポット５１の上部には、外部循環路３０を流れる気流に蒸気を吸い込ませるための蒸気吸引部が形成される。蒸気吸引部を構成するのはポット５１の一方の偏平側面から他方の偏平側面に抜けるように形成された蒸気吸引エジェクタ３４である。蒸気吸引エジェクタ３４は計３個、互いに所定間隔を置いて、同一高さレベルで互いに並列且つ平行に配置されている。

個々の蒸気吸引エジェクタ３４はインナーノズル３４ａ及びその吐出端を囲むアウターノズル３４ｂにより構成される。蒸気吸引エジェクタ３４はポット５１の軸線と交差する方向に延びる。実施形態の場合、交差角は直角、すなわち蒸気吸引エジェクタ３４は水平である。インナーノズル３４ａにはダクト３１が接続され、アウターノズル３４ｂにはダクト３５が接続される。蒸気吸引エジェクタ３４はサブキャビティ４０とほぼ同じ高さであり、ダクト３５はほぼ水平に延びる。このように蒸気吸引部とサブキャビティ４０を水平なダクト３５で直線的に結ぶことにより、蒸気吸引部を過ぎた後の外部循環路３０を最短経路とすることができる。

外部循環路３０は、蒸気発生装置５０以降、３個の蒸気吸引エジェクタ３４とこれに続くダクト３５を含む３本の分路に分かれる。このため、通路の圧力損失が少なくなり、循環蒸気量を大きくできるとともに、外部循環路３０を流れる気体に蒸気を速やかに混合することができる。

このようにポット５１の上部に設けられた３個の蒸気吸引エジェクタ３４は垂直断面形状が偏平な空間を占める蒸気吸引部を構成し、広い領域をカバーするから、蒸気吸引領域が広がり、発生した蒸気がまんべんなく均一に吸引されるとともに、吸引された蒸気が速やかに送り出され、蒸気発生装置５０の蒸気発生能力がさらに向上する。また３個の蒸気吸引エジェクタが３４が同一高さレベルで互いに並列に配置されているから、高さ方向に空間のゆとりがない場合でも大量の蒸気の輸送が可能となる。

ポット５１と３個の蒸気吸引エジェクタ３４を上記のように組み合わせるのは、図１６にその概念を示す構造を実現するためである。図１６において、１０１はポットの占める空間であり、断面長円形の筒形の立体によって象徴されている。１０２は蒸気吸引部の示す空間であり、これも断面長円形の筒形の立体によって象徴されている。ポットの占める空間１０１は軸線１０３を垂直にして配置され、平面輪郭形状が偏平で、細長い水平断面形状を呈している。蒸気吸引部の占める空間１０２はポットの占める空間１０１の上部でポットの占める空間１０１と交わる。すなわち蒸気吸引部の占める空間１０２はポットの占める空間１０１の上部において軸線１０３と交差する方向に延びる。ここで、蒸気吸引部の占める空間１０２は垂直方向に圧縮され、垂直断面形状が偏平になっている。

上記のように構成することにより、蒸気吸引領域が広がり、ポットで発生した蒸気がまんべんなく均一に吸引されるという効果がもたらされる。なお本発明の実施形態では３個の蒸気吸引エジェクタ３４を横に並べて「垂直断面が扁平な空間を占める蒸気吸引部」を実現しているが、蒸気吸引エジェクタの数は１個だけでも、それを上下方向に圧縮して正面形状を横長にすれば、同じように「垂直断面が扁平な空間を占める蒸気吸引部」を実現できる。

ここで、送風装置２５のファンケーシング２７の向きについて説明する。ファンケーシング２７の吸込口２７ａと吐出口２７ｂとは互いに直角をなす。吐出口２７ｂが蒸気吸引部である蒸気吸引エジェクタ３４の方向を指向するようにファンケーシング２７の位置と角度を設定する（図１１参照）。吐出口２７ｂと蒸気吸引エジェクタ３４の間はダクト３１により通風路が確保される。吸込口２８と吸込口２７ａの間にも図示しないダクトにより通風路を確保する。

上記構成により、吸込口２８から吸い込まれた気体が遠心ファンによる送風ルートとしては最短のルートを通って蒸気吸引エジェクタ３４に到達することになる。このため外部循環路３０の長さが短縮され、送風時の圧力損失が低減する。これにより外部循環路３０のエネルギー投入効率が向上する。また外部循環路３０の放熱面積も縮小するので熱損失も低減する。これらを併せ、外部循環路３０の循環効率が向上する。

吐出口２７ｂから吐出される気流は、図１１中に矢印群で象徴するように、その中心部において最も流速が大きく、ダクト３１の内面に接近するほど流速が小さくなる。これはダクト３１の内面と気体との摩擦によるものである。気流のうち最も流速の大きい部分を、３個並んだ蒸気吸引エジェクタ３４の中の中央のものに向ける。これにより、中央の蒸気吸引エジェクタ３４と吐出口２７ｂとの間には直接的な連通関係が成立する。

ここで「直接的な連通関係」とは、吐出口２７ｂから吐出された気体が寄り道することなく蒸気吸引エジェクタ３４に到達するという意味である。この「直接的な連通関係」を、中央の蒸気吸引エジェクタ３４だけでなく、その両側の蒸気吸引エジェクタ３４についても成立させる。これはダクト３１のうち吐出口２７ｂにつながる部分の幅及び角度を適切に設定することにより可能になる。このように構成することにより、各蒸気吸引エジェクタ３４に分配される風量のばらつきが少なくなり、広い範囲から均等に蒸気を吸引することができるから、蒸気吸引効率が向上する。

図４に戻って説明を続ける。ポット５１の底部は漏斗状に成形され、そこから排水パイプ５３が垂下する。排水パイプ５３の途中には排水バルブ５４が設けられている。排水パイプ５３の下端は加熱室２０の下に向かって所定角度の勾配をなす形で折れ曲がる。加熱室２０の下に配置された排水タンク１４が排水パイプ５３の端を受ける。排水タンク１４はキャビネット１０の正面側から引き出して内部の水を捨てることができる。

ポット５１には給水路を介して給水する。給水路を構成するのは水タンク７１と排水パイプ５３を結ぶ給水パイプ５５である。給水パイプ５５は排水バルブ５４よりも上の箇所で排水パイプ５３に接続される。排水パイプ５３との接続箇所から引き出された給水パイプ５５は一旦逆Ｕ字形に持ち上げられた後降下する。降下する部分の途中に給水ポンプ５７が設置されている。給水パイプ５５は横向きの漏斗状受入口５８に連通する。水平な連通パイプ９０が給水パイプ５５と受入口５８を接続する。

ポット５１の内部にはポット水位センサ５６が配設される。ポット水位センサは蒸気発生ヒータ５２より少し高い位置にある。

水タンク室７０には横幅の狭い直方体形状の水タンク７１が挿入される。この水タンク７１の底部から延び出す給水パイプ７２が受入口５８に接続される。

水タンク７１を水タンク室７０から引き出し、給水パイプ７２が受入口５８から離れたとき、そのままでは水タンク７０内の水と給水パイプ５５側の水が流出してしまう。これを防ぐため、受入口５８と給水パイプ７２にカップリングプラグ５９ａ、５９ｂを装着する。図４のように給水パイプ７２を受入口５８に接続した状態では、カップリングプラグ５９ａ、５９ｂは互いに連結し、通水可能な状態になる。給水パイプ７２を受入口５８から引き離せば、カップリングプラグ５９ａ、５９ｂはそれぞれ閉鎖状態になり、給水パイプ５５と水タンク７１からの水の流出が止まる。

連通パイプ９０には、受入口５８の方から順に給水パイプ５５、圧力検知パイプ９１、及び圧力開放パイプ９２が接続される。圧力検知パイプ９１の上端には水位センサ８１が設けられる。水位センサ８１は水タンク７１の中の水位を測定する。圧力開放パイプ９２の上端は水平に曲がり、加熱室２０から蒸気を逃がす排気路に接続する。

排気路を構成するのは排気ダクト９３及び容器９３ａである。排気ダクト９３が排気路の前部を構成し、容器９３ａが排気路の後部を構成する。長さは排気ダクト９３の方が長い。排気ダクト９３は加熱室２０の側壁から延び出し、次第に高さを高めた後、容器９３ａに接続する。容器９３ａは機外、すなわちキャビネット１０の外に連通している。容器９３ａは合成樹脂により形成され、排気ダクト９３より流路の断面積が大きい。

排気ダクト９３の入口は加熱室２０の内側に向かって開いている。このため、排気ダクト９３の中を排気と逆の方向に流下する液体があれば、それは加熱室２０の中に入り、加熱室の底に溜まる。加熱室２０の底に液体が溜まったことは一目でわかるから、処理を忘れることがない。

排気ダクト９３の少なくとも一部は放熱部９４となる。放熱部９４は外面に複数の放熱フィン９５を有する金属パイプにより構成される。

容器９３ａはダクト３１の横を通過する。この箇所において、ダクト３１と容器９３ａの間には連通路が設けられる。連通路を構成するのは連通ダクト９６であり、その内部には電動式のダンパ９７が設けられている。ダンパ９７は通常状態では連通ダクト９６を閉鎖する。

給水パイプ５５の最も高くなった部分は溢水路を介して容器９３ａに連通する。溢水路を構成するのは、一端を給水パイプ５５に接続し、他端を圧力開放パイプ９２の上端水平部に接続した溢水パイプ９８である。圧力開放パイプ９２が容器９３ａに接続する箇所の高さが溢水レベルということになる。溢水レベルは、ポット５１内の通常の水位レベルよりも高く、蒸気吸引エジェクタ３４よりも低い高さに設定されている。

容器９３ａは、排気ダクト９３、連通ダクト９６、溢水パイプ９８と様々なダクトやパイプを受け入れるべく複雑な形状を呈しているが、合成樹脂により形成するのでそれ自身には継ぎ目をなくすことができる。このため、継ぎ目からの水漏れといった問題が発生しない。

蒸気調理器１の動作制御を行うのは図１３に示す制御装置８０である。制御装置８０はマイクロプロセッサ及びメモリを含み、所定のプログラムに従って蒸気調理器１を制御する。制御状況は操作パネル１３の中の表示部に表示される。制御装置８０には操作パネル１３に配置した各種操作キーを通じて動作指令の入力を行う。操作パネル１３には各種の音を出す音発生装置も配置されている。

制御部８０には、操作パネル１３の他、送風装置２５、気体昇温加熱ヒータ４１、ダンパ９７、蒸気発生ヒータ５２、排水バルブ５４、ポット水位センサ５６、給水ポンプ５７、及び水位センサ８１が接続される。この他、加熱室２０内の温度を測定する温度センサ８２と加熱室２０内の湿度を測定する湿度センサ８３が接続されている。

蒸気調理器１の動作は次の通りである。まず扉１１を開け、水タンク７１を水タンク室７０から引き出し、図示しない給水口よりタンク内に水を入れる。満水状態にした水タンク７１を水タンク室７０に押し込み、所定位置にセットする。給水パイプ７２の先端が給水路の受入口５８にしっかりと接続されたことを確認したうえで、加熱室２０に被加熱物Ｆを入れ、扉１１を閉じる。それから操作パネル１３の中の電源キーを押して電源をＯＮにするとともに、同じく操作パネル１３内に設けられた操作キー群を押して調理メニューの選択や各種設定を行う。

給水パイプ７２が受入口５８に接続されると水タンク７１と圧力検知パイプ９１とが連通状態になり、水位センサ８１は水タンク７１の中の水位を測定する。選択された調理メニューを遂行するのに十分な水量があれば、制御装置８０は蒸気発生を開始する。水タンク７１内の水量が選択された調理メニューを遂行するのに不十分であれば、制御装置８０はその旨を警告報知として操作パネル１３に表示する。そして水量不足が解消されるまで蒸気発生を開始しない。

蒸気発生が開始可能な状態になると、給水ポンプ５７が運転を開始し、蒸気発生装置５０への給水が始まる。この時、排水バルブ５４は閉じている。

水はポット５１の底の方から溜まって行く。水位が所定レベルに達したことをポット水位センサ５６が検知したら、そこで給水は中止される。それから蒸気発生ヒータ５２への通電が開始される。蒸気発生ヒータ５２はポット５１の水を直接加熱する。

蒸気発生ヒータ５２への通電と同時に、あるいはポット５１の中の水が所定温度に達したことを見計らって、送風装置２５及び気体昇温ヒータ４１への通電も開始される。送風装置２５は吸込口２８から加熱室２０の中の蒸気を吸い込み、蒸気発生装置５０へと蒸気を送り出す。蒸気を送り出すのに用いるのが遠心ファン２６なので、プロペラファンに比べて高圧を発生させることができる。その上、遠心ファン２６を直流モータで高速回転させるので、気流の流速はきわめて速い。

このように気流の流速が速いので、流量に比べ流路断面積が小さくて済む。従って外部循環路３０の主体をなすパイプを断面円形でしかも小径のものとすることができ、断面矩形のダクトで外部循環路３０を形成する場合に比べ、外部循環路３０の表面積を小さくできる。このため、内部を熱い蒸気が通るにもかかわらず、外部循環路３０からの熱放散が少なくなり、蒸気調理器１のエネルギー効率が向上する。外部循環路３０を断熱材で巻く場合も、その断熱材の量が少なくて済む。

この時ダンパ９７はダクト３１から容器９３ａに通じるダクト９６を閉ざしている。送風装置２５から圧送された蒸気はダクト３１から蒸気吸引エジェクタ３４に入り、さらにダクト３５を経てサブキャビティ４０に入る。

ポット５１の中の水が沸騰すると、１００℃且つ１気圧の飽和蒸気が発生する。飽和蒸気は蒸気吸引エジェクタ３４から外部循環路３０に入る。エジェクタ構造を用いているので、飽和蒸気は速やかに吸い込まれ、循環気流に合流する。エジェクタ構造のため蒸気発生装置５０に圧力がかからず、飽和蒸気の放出が妨げられない。

蒸気吸引エジェクタ３４を出た蒸気はダクト３５を通ってサブキャビティ４０に流入する。サブキャビティ４０に入った蒸気は気体昇温ヒータ４１により３００℃にまで熱せられ、過熱蒸気となる。過熱蒸気の一部は上部噴気孔４３から下方向に噴出する。過熱蒸気の他の一部はダクト４５を通じてサブキャビティ４４に回り、側部噴気孔４６から横方向に噴出する。

図１４、１５には加熱室２０に被加熱物Ｆを入れない状態の蒸気の流れが示されている。上部噴気孔４３からは加熱室２０の底面に届く勢いで蒸気が下方向に噴出する。加熱室２０の底面に衝突した蒸気は外側に向きを変える。蒸気は下向きに吹き下ろす気流の外に出た後、上昇を開始する。蒸気、特に過熱蒸気は軽いので、このような方向転換が自然に生じる。これにより加熱室２０の内部には、図中に矢印で示すように、中央部では吹き下ろし、その外側では上昇という形の対流が生じる。

明確な形の対流を形成するため、上部噴気孔４３の配置にも工夫をこらす。すなわち上部噴気孔４３の配置は、図１２に見られるように、底面パネル４２の中央部においては密、周縁部においては疎になっている。これにより、底面パネル４２の周縁部では蒸気の吹き下ろしの力が弱まり、蒸気の上昇を妨げないので、対流が一層はっきりした形で現れることになる。

側部噴気孔４６からは蒸気が横向きに噴出する。この蒸気は加熱室２０の中央部で出会った後、上部噴気孔４３からの蒸気が巻き起こしている対流に混じる。対流する蒸気は順次吸込口２８に吸い込まれる。そして外部循環路３０からサブキャビティ４０というルートを一巡した後、加熱室２０に戻る。このようにして加熱室２０内の蒸気は外部循環路３０に出ては加熱室２０に戻るという循環を繰り返す。

加熱室２０に被加熱物Ｆが入れられていると、約３００℃に加熱されて上部噴気孔４３から噴出する過熱蒸気が被加熱物Ｆに衝突して被加熱物Ｆに熱を伝える。この過程で蒸気温度は２５０℃程度にまで低下する。被加熱物Ｆの表面に接触した過熱蒸気は、被加熱物Ｆの表面に結露する際潜熱を放出する。これによっても被加熱物Ｆは加熱される。

図４、５に見られるように、被加熱物Ｆに熱を与えた後、蒸気は外側に向きを変えて下向きに吹き下ろす気流の外に出る。前述の通り蒸気は軽いので、吹き下ろしの気流の外に出た後、今度は上昇を開始し、加熱室２０の内部に矢印で示すような対流を形成する。この対流により、加熱室２０内の温度を維持しつつ、被加熱物Ｆにはサブキャビティ４０で熱せられたばかりの過熱蒸気を衝突させ続けることができ、熱を大量且つ速やかに被加熱物Ｆに与えることができる。

側部噴気孔４６から横向きに噴出した蒸気は、左右からラック２２の下に進入し、被加熱物Ｆの下で出会う。側部噴気孔４６からの蒸気噴出方向は被加熱物Ｆの表面に対し接線方向であるが、このように左右からの蒸気が出会うことにより、蒸気は真っ直ぐ向こう側に抜けることなく、被加熱物Ｆの下に滞留して溢れる。このため、被加熱物Ｆの表面の法線方向に蒸気が吹き付けたのと同じような効果が生じ、蒸気の持つ熱が確実に被加熱物Ｆの下面部に伝えられる。

上記のように被加熱物Ｆは、側部噴気孔４６からの蒸気により、上部噴気孔４３からの蒸気が当たらない部位まで、上面部と同様に調理される。これにより、むらのない、見た目の良い調理結果を得ることができる。また、被加熱物Ｆは表面全体から均等に熱を受け取るので、中心部まで、短い時間で十分に加熱される。

側部噴気孔４６からの蒸気も、最初約３００℃であったものが被加熱物Ｆに当たった後は２５０℃程度にまで温度低下し、その過程で被加熱物Ｆに熱を伝える。また被加熱物Ｆの表面に結露する際に潜熱を放出し、被加熱物Ｆを加熱する。

側部噴気孔４６からの蒸気は、被加熱物Ｆの下面部に熱を与えた後、上部噴気孔４３からの蒸気が巻き起こしている対流に加わる。対流する蒸気は順次吸込口２８に吸い込まれる。そして外部循環路３０からサブキャビティ４０というルートを一巡した後、加熱室に戻る。このようにして加熱室２０内の蒸気は外部循環路３０に出ては加熱室２０に戻るという循環を繰り返す。

時間が経過するにつれ、加熱室２０内の蒸気量が増して行く。量的に余剰となった蒸気は排気路を通じて機外に放出される。蒸気がそのままキャビネット１０の外に出てしまうと、周囲の壁面に結露してカビが発生する。しかしながら排気ダクト９３の途中に放熱部９４があるので、ここを通過する間に蒸気は熱を奪われ、排気ダクト９３の内面で結露する。従ってキャビネット１０の外まで出てしまう蒸気は量的に少なく、深刻な問題にはならない。排気ダクト９３の内面で結露した水は排気の方向と逆方向に流下し、加熱室２０の中に入る。この水は、受皿２１に溜まった水を処理するときに一緒に処理することができる。

機外に連通している容器９３ａは流路面積大に形成されているので蒸気の吹き出し速度がゆるやかになる。従って蒸気が勢い良く当たることにより機外の物体がダメージを被るようなことがない。

側部噴気孔４６はサブキャビティ４０から離れており、蒸気の噴出という面では上部噴気孔４３よりも不利である。しかしながら、左右の側部噴気孔４６の面積和を上部噴気孔４３の面積和よりも大きくしてあるので、十分な量の蒸気が側部噴気孔４６に誘導され、被加熱物Ｆの上下面の加熱むらが少なくなる。

加熱室２０の蒸気を循環させつつ被加熱物Ｆを加熱するので、蒸気調理器１のエネルギー効率は高い。そして上方からの過熱蒸気は、サブキャビティ４０の底面パネル４２にほぼパネル全面にわたり分散配置された複数の上部噴気孔４３から下向きに噴出するので、被加熱物Ｆのほぼ全体が上からの蒸気に包み込まれることになる。過熱蒸気が被加熱物Ｆに衝突することと、衝突の面積が広いこととが相まって、過熱蒸気に含まれる熱が素早く効率的に被加熱物Ｆに伝達される。また、サブキャビティ４０に入り込んだ蒸気が気体昇温ヒータ４１で熱せられて膨脹することにより、噴出の勢いが増し、被加熱物Ｆへの衝突速度が速まる。これにより被加熱物Ｆは一層速やかに熱せられる。

遠心ファン２６はプロペラファンに比べ高圧を発生させることが可能なので、上部噴気孔４３からの噴出力を高めることができる。その結果、過熱蒸気を加熱室２０底面に届く勢いで噴出させることが可能となり、被加熱物Ｆを強力に加熱できる。遠心ファン２６を直流モータで高速回転させ、強力に送風しているので、上記の効果は一層顕著に表れる。

また送風装置２５の送風力が強いことは、被加熱物Ｆを取り出すために扉１１を開く際、排気口３２から速やかに排気するのにも大いに役立つ。

サブキャビティ４０の底面パネル４２は、上面が暗色なので気体昇温ヒータ４１の放つ輻射熱を良く吸収する。底面パネル４２に吸収された輻射熱は、同じく暗色となっている底面パネル４２の下面から加熱室２０に輻射放熱される。このため、サブキャビティ４０及びその外面の温度上昇が抑制され、安全性が向上するとともに、気体昇温ヒータ４１の輻射熱が底面パネル４２を通じて加熱室２０に伝えられ、加熱室２０が一層効率良く熱せられる。底面パネル４２の平面形状は円形であってもよく、加熱室２０の平面形状と相似の矩形であってもよい。また前述のとおり加熱室２０の天井壁をサブキャビティ４０の底面パネルに兼用してもよい。

被加熱物Ｆが肉類の場合、温度が上昇すると油が滴り落ちることがある。被加熱物Ｆが容器に入れた液体類であると、沸騰して一部がこぼれることがある。滴り落ちたりこぼれたりしたものは受皿２１に受け止められ、調理終了後の処理を待つ。

蒸気発生装置５０で蒸気を発生し続けていると、ポット５１の中の水位が低下する。水位が所定レベルまで下がったことをポット水位センサ５６が検知すると、制御装置８０は給水ポンプ５７の運転を再開させる。給水ポンプ５７は水タンク７１の中の水を吸い込み、蒸発した分の水をポット５１に補給する。ポット５１の中の水位が所定レベルを回復したことをポット水位センサ５６が検知した時点で、制御装置８０は給水ポンプ５７の運転を再び停止させる。

ポット水位センサ５６や給水ポンプ５７の故障、あるいは他の原因で給水ポンプの５７の運転が止まらないようなことがあると、ポット５１の中の水位が所定レベルを超えて上昇し続ける。水位が溢水レベルにまで達すると、給水ポンプ５７から送られる水は溢水パイプ９８から容器９３ａへと溢れ、排気ダクト９３に流れ込む。このため、ポット５１内の水が蒸気吸引エジェクタ３４から外部循環路３０に入り込むようなことはない。排気ダクト９３に入った水は加熱室２０へと流れる。

容器９３ａは流路面積大に形成されているので容量が大きい。従って、大量の水が溢れたとしても余裕をもって受け止め、排気ダクト９３からゆっくり流し出すことができる。

調理終了後、制御装置８０が操作パネル１３にその旨の表示を出し、また合図音を鳴らす。調理終了を音と表示により知った使用者は扉１１を開け、加熱室２０から被加熱物Ｆを取り出す。

扉１１を開けかかると、制御装置８０はダンパ９７の開閉状態を切り替え、ダクト９６を開放する。すると外部循環路３０の中を流れている気流がダクト９６から容器９３ａへと抜け、蒸気発生装置５０の方に回る分は殆どなくなる。このためサブキャビティ４０への蒸気流入量が減少し、上部噴気孔４３及び側部噴気孔４６からの蒸気噴出は、あったとしても極く弱いものになる。従って使用者は顔面や手などに蒸気を浴びて火傷を負うことなく、安全に被加熱物Ｆを取り出すことができる。ダンパ９７は、扉１１が開いている間中、ダクト９６を開放している。

ダクト９６及び容器９３ａは、蒸気の循環が行われていなかったので、外部循環路３０ほどには温度が高くない。従って、外部循環路３０から流入した蒸気はダクト９６及び容器９３ａ内壁に接触すると結露する。結露により生じた水はダクト９３の中を流下して加熱室２０に入る。この水は、他の原因で加熱室２０の底に溜まる水と一緒にして調理終了後に処理することができる。

容器９３ａは流路面積大に形成されているので内部の表面積が大きい。そのため、ダクト９６から入ってきた蒸気のかなりの部分をここで結露させ、外部に放出される蒸気量を減らすことができる。

停止中の送風装置２５を起動して排気を行うのであれば、定常の送風状態に達するまでにタイムラグが生じるが、本実施形態の場合、送風装置２５は既に運転中であり、タイムラグはゼロである。また加熱室２０と外部循環路３０を巡っていた循環気流がそのまま容器９３ａからの排気流になるので、気流の方向を変えるためのタイムラグもない。これにより、加熱室２０の中の蒸気を遅滞なく排出し、扉１１の開放が可能になるまでの時間を短縮することができる。

使用者が扉１１を開けかかったという状況は、例えば次のようにして制御装置８０に伝えることができる。すなわち扉１１を閉鎖状態に保つラッチをキャビネット１０と扉１１の間に設け、このラッチを解錠するラッチレバーをハンドル１２から露出するように設ける。ラッチ又はラッチレバーの動きに応答して開閉するスイッチを扉１１又はハンドル１２の内側に配置し、使用者がハンドル１２とラッチレバーを握りしめて解錠操作を行ったとき、スイッチから制御装置８０に信号が送られるようにする。

上記実施形態では、加熱室２０内の蒸気を外部循環路３０からサブキャビティ４０を経て再び加熱室２０に戻すという構成を採用したが、これと異なる構成も可能である。例えば、サブキャビティ４０に常に新しい蒸気を供給し、加熱室２０から溢れ出す蒸気を排気路から放出し続けることとしてもよい。

この他、発明の主旨を逸脱しない範囲でさらに種々の変更を加えて実施することが可能である。

本発明は、家庭用、業務用を問わず、蒸気により調理を行う調理器全般に利用可能である。

蒸気調理器の外観斜視図 加熱室の扉を開いた状態の外観斜視図 加熱室の扉を取り去った状態の正面図 内部機構の基本構造図 図４と直角の方向から見た内部機構の基本構造図 加熱室の上面図 蒸気発生装置の垂直断面図 図７のＡ−Ａ線の箇所における水平断面図 図７のＢ−Ｂ線の箇所における水平断面図 蒸気発生装置の正面図 送風装置の垂直断面図 サブキャビティの底面パネルの上面図 制御ブロック図 図４と同様の基本構造図にして図４と異なる状態を示すもの 図５と同様の基本構造図にして図５と異なる状態を示すもの ポットと蒸気吸引部の組み合わせ構造の概念を示す図

符号の説明

１ 蒸気調理器
２０ 加熱室
２５ 送風装置
３０ 外部循環路
３４ 蒸気吸引エジェクタ
４０ サブキャビティ
４１ 気体昇温ヒータ
５０ 蒸気発生装置
５１ ポット
５２ 蒸気発生ヒータ
Ｆ 被加熱物

Claims (8)

1. 以下の構成を備える蒸気発生装置：
   （ａ）筒型且つ垂直面を構成する側壁の平面輪郭形状が偏平で細長い水平断面形状となったポット
   （ｂ）前記ポットの底部に配置されたヒータ
   （ｃ）前記ポットの上部においてポットの軸線と交差する方向に延びるとともに、垂直断面形状が偏平な空間を占める蒸気吸引部
   （ｄ）前記蒸気吸引部を構成し、前記ポットの一方の偏平側面から他方の偏平側面に抜けるように形成された蒸気吸引エジェクタ。
2. 前記ヒータが、ポット内の水に浸るシーズヒータであることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生装置。
3. 前記蒸気吸引エジェクタが複数設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸気発生装置。
4. 前記複数の蒸気吸引エジェクタが、同一高さレベルで互いに並列に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の蒸気発生装置。
5. 以下の構成を備える蒸気調理器：
   （ａ）被加熱物を入れる加熱室
   （ｂ）前記加熱室内の気体を吸い込み、吸い込んだ気体を再び加熱室に還流させる外部循環路
   （ｃ）前記外部循環路に前記蒸気吸引部から蒸気を供給する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
6. 請求項３又は４に記載の蒸気発生装置を備え、前記外部循環路が、それぞれに前記蒸気吸引エジェクタが含まれる複数の分路に分かれることを特徴とする請求項５に記載の蒸気調理器。
7. 前記ポットの偏平側面が前記加熱室の側壁と平行をなすように前記蒸気発生装置が配置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の蒸気調理器。
8. 前記加熱室に隣接して設けたサブキャビティに前記外部循環路が接続され、外部循環路よりサブキャビティに流入する蒸気がサブキャビティ内の加熱手段で加熱されて加熱室に供給されることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の蒸気調理器。

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