JP4290149B2 - 蒸気調理器 - Google Patents

Description

本発明は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１〜６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。特許文献４には食材搬送装置内に過熱蒸気を噴き出す調理加熱装置が記載されている。特許文献５には高周波及び蒸気によって被加熱物を加熱する高周波加熱装置が記載されている。特許文献６にはスチーム供給機能を付加した熱風循環式調理器が記載されている。
実開平３−６７９０２号公報（全文明細書第６−１１頁、図１−３） 特開平８−４９８５４号公報（第３−４頁、図１−７） 特開平１１−１４１８８１号公報（第４−６頁、図１−３） 特開２００２−１５３３８０号公報（第３−６頁、図１−６） 特開平８−１７８２９８号公報（第６−９頁、図１−１４） 特開昭５４−１２７７６９号公報（第１−３頁、図１−２）

特許文献１記載の蒸気調理装置は業務用の装置であり、複数の食品トレイに蒸気供給管から蒸気を供給する。この構成は、加熱室内に蒸気供給管がむき出しになっているので視覚的に好ましくなく、家庭用の調理器には適さない。また蒸気の噴射範囲は蒸気供給管の形状によって制約を受け、加熱室内の被加熱物（食品）に均等に蒸気を吹き付けるのは難しい。

特許文献２記載の加熱調理装置は、蒸気を被加熱物に向けて噴射するのでなく、蒸気で被加熱物を包み込んで加熱調理する構成であり、大量の熱を速やかに被加熱物に与えるには物足りないものである。

特許文献３記載の加熱調理装置にあっては、食品近傍部に蒸気を供給するためのパイプが加熱室の中に突き出している。特許文献１と同様、この構成は視覚的に好ましくなく、家庭用の調理器には適さない。しかも蒸気の噴射範囲はスポット的になり、食品に均等に蒸気を吹き付けるのが難しい。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、家庭で使用するのに適した視覚的に好ましい蒸気調理器であって、加熱室全体を加熱するのではなく、被加熱物に大量の熱を均一かつ速やかに与えて被加熱物を重点的に加熱することができ、加熱効率の高い蒸気調理器を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために本発明の蒸気調理器は、被加熱物を入れる加熱室と、蒸気発生装置と、前記加熱室の天井部に設けられたサブキャビティと、このサブキャビティ内に配置され、サブキャビティに導入された蒸気を過熱蒸気にする蒸気加熱手段と、前記加熱室の天井部に設けられ、加熱室に入れられた被加熱物を指向する上部噴気孔と、この上部噴気孔より過熱蒸気を前記加熱室底面に届く勢いで下方向に噴出させる送風装置とを備え、前記上部噴気孔は、前記加熱室の天井部中央部に真下を指向するように設けられた小孔からなり、この上部噴気孔を複数、各々から噴出する過熱蒸気によって前記被加熱物がほぼ包み込まれるように分散配置するとともに、この上部噴気孔群の配置は、中央部は密、周縁部は疎とすることを特徴としている。

この構成によると、蒸気が噴き出すのは加熱室の天井部に設けられる上部噴気孔であり、蒸気供給管が加熱室内の低い位置に配置されることがないので、家庭用の調理器として視覚的に好ましいものになる。また過熱蒸気は加熱室底面に届く勢いで噴出するから、加熱室底面よりも上のレベルに置かれる被加熱物に勢い良く衝突し、被加熱物は速やかに熱せられる。加熱室全体の温度を上昇させて調理するのと異なり、被加熱物に過熱蒸気を直接当てて被加熱物を重点的に加熱するというのが基本的概念であるから、熱エネルギーが被加熱物に集中し、効率良く調理することができる。

蒸気発生装置で発生した蒸気は、加熱室の天井部に設けられたサブキャビティに導入され、このサブキャビティ内で過熱蒸気にまで加熱されたうえで上部噴気孔から噴出するから、加熱室の直近で蒸気を必要な温度にまで温度上昇させることができ、送気途中の熱損失が少ない。またサブキャビティ内に蒸気加熱手段が配置されているので、サブキャビティに流入した蒸気を効率良く過熱蒸気にまで加熱することができる。そしてサブキャビティが加熱室の天井部に設けられているから、サブキャビティ内の過熱蒸気を真下に噴出させて被加熱物に届かせることができ、過熱蒸気が被加熱物に至るまでに失われるエネルギー量が少ない。

上部噴気孔の配置場所は加熱室の天井部の中央部であるから、下向きに吹き出した過熱蒸気は、被加熱物に衝突した後、吹き下ろしの気流の外側へ、そこからさらに上方へと向きを転じる。過熱蒸気は空気より軽いため、自然な形でこのように方向転換することとなり、これが加熱室の内部に対流をもたらす。この対流により、加熱室内の温度を維持しつつ、被加熱物には上部噴気孔から噴出する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に与えることができる。

上部噴気孔が真下を指向するから、加熱室の幾何学的形状の基準となる垂直軸に過熱蒸気の噴出方向を一致させて、整然とした対流を形成することができる。上部噴気孔の真下に被加熱物を置けば、被加熱物に効率良く熱を与えることができる。

上部噴気孔は小孔からなるものとし、この上部噴気孔を複数、各々から噴出する過熱蒸気によって被加熱物がほぼ包み込まれるように分散配置するから、被加熱物の上面全体に過熱蒸気が衝突する。過熱蒸気が被加熱物に衝突することと、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に伝達される。

上部噴気孔群の配置は、中央部は密、周縁部は疎であるから、周縁部では過熱蒸気の吹き下ろしの力が弱まり、過熱蒸気の上昇を妨げないので、被加熱物に熱を効率良く与え続けることができる、整然とした対流が形成される。

（２）また本発明は、上記構成の蒸気調理器において、前記蒸気発生装置で発生した蒸気を前記上部噴気孔に圧送する送風装置を備えることを特徴としている。

この構成によると、蒸気発生装置で発生した蒸気が送風装置で上部噴気孔に圧送されるから、加熱室底面に届く勢いの過熱蒸気の噴出を容易に得ることができる。またサブキャビティに入った蒸気が過熱蒸気にまで加熱されて膨脹することにより、噴出の勢いが増すので、送風装置による圧送の効果が補強される。

（３）また本発明は、上記構成の蒸気調理器において、前記加熱室に設けられた吸込口と前記上部噴気孔とを連絡する外部循環路中に前記送風装置及び蒸気発生装置が配置されていることを特徴としている。

この構成によると、蒸気を一方通行で噴射し続けるのと異なり、大能力の蒸気発生装置を必要としないので、家庭内での使用が可能である。また蒸気の還流を送風装置が加勢するので、上部噴気孔から過熱蒸気を勢い良く噴出させることができる。

（４）また本発明は、上記構成の蒸気調理器において、前記吸込口が前記加熱室の下部に配置されていることを特徴としている。

この構成によると、吸込口が加熱室の下部に配置されているので、過熱蒸気は偏向することなく直進して被加熱物に当たってから吸込口に吸い込まれることになり、被加熱物への熱伝達能力は高レベルに維持される。また上から噴出した過熱蒸気が下部の吸込口に吸い込まれて行くため、加熱室の扉を開いたとき、使用者の方に過熱蒸気が押し寄せることが少なく、安全性が高い。

（５）また本発明は、上記構成の蒸気調理器において、前記吸込口が前記加熱室の上部に配置されていることを特徴としている。

この構成によると、吸込口が加熱室の上部に配置されているので、過熱蒸気は、その対流が加熱室の上隅で淀む箇所から送風装置に吸い込まれることになる。このため対流が乱されにくく、上方から吹き下ろした過熱蒸気が被加熱物に当たっては横に逃げて上昇し、対流を形成するというサイクルが安定して維持される。

本発明によると、蒸気調理器で蒸気が噴き出すのは加熱室の天井部に設けられる上部噴気孔であり、蒸気供給管が加熱室内の低い位置に配置されることがないので、家庭用の調理器として視覚的に好ましい。過熱蒸気は加熱室底面に届く勢いで噴出するから、加熱室底面よりも上のレベルに置かれる被加熱物に勢い良く衝突し、熱エネルギーが被加熱物に集中し、効率良く調理することができる。蒸気発生装置で発生した蒸気は、加熱室の天井部のサブキャビティ内で過熱蒸気にまで加熱されたうえで上部噴気孔から噴出するから、加熱室の直近で蒸気を必要な温度にまで温度上昇させることができ、送気途中の熱損失が少ない。そしてサブキャビティが加熱室の天井部に設けられているから、サブキャビティ内の過熱蒸気を真下に噴出させて被加熱物に届かせることができ、過熱蒸気が被加熱物に至るまでに失われるエネルギー量が少ない。

上部噴気孔の配置場所は加熱室の天井部の中央部であるから、下向きに吹き出した過熱蒸気は、被加熱物に衝突した後、吹き下ろしの気流の外側へ、そこからさらに上方へと向きを転じて加熱室内に対流をもたらす。この対流により、加熱室内の温度を維持しつつ、被加熱物には上部噴気孔から噴出する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に与えることができる。

小孔からなる上部噴気孔を複数、各々から噴出する過熱蒸気によって被加熱物がほぼ包み込まれるように分散配置したので、被加熱物の上面全体に過熱蒸気が衝突し、過熱蒸気に含まれる熱が素早く効率的に被加熱物に伝達される。そして上部噴気孔群の配置は、中央部は密、周縁部は疎であるから、周縁部では過熱蒸気の吹き下ろしの力が弱まり、過熱蒸気の上昇を妨げないので、被加熱物に熱を効率良く与え続けることができる、整然とした対流が形成される。

以下、本発明による蒸気調理器の第１実施形態を図１〜９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は内部機構の基本構造図、図４は加熱室の上面図、図５は蒸気発生装置の垂直断面図、図６は蒸気発生装置の水平断面図、図７は制御ブロック図、図８は図３と同様の基本構造図にして図３と異なる状態を示すもの、図９はサブキャビティの底面パネルの平面図である。

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、上部に操作パネル１１、その下に扉１２が設けられる。扉１２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１３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１２の大部分は耐熱ガラスをはめ込んだ窓１４となっている。

扉１２を開くと、図２に見られるように二つの区画が露出する。左側の大きな区画は加熱室２０、右側の小さな区画は水タンク室７０である。加熱室２０と水タンク室７０の構造、及びこれらに付属する構成要素について、図３以下の図を参照しつつ説明する。

加熱室２０は直方体形状で、扉１２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の残りの面及び扉１２の内面はステンレス鋼板で形成される。加熱室２０の周囲及び扉１２の内側にはそれぞれ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９０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の内部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３に示す外部循環路３０を通って循環する。加熱室２０の側壁には、これと平行する形で天井面から床面近くまで垂下する気流制御板２３（これもステンレス鋼板製である）が配置されている。この気流制御板２３の下端と奥の側壁との間の隙間が、外部循環路３０に蒸気を導く下向きの吸込口２４となる。

加熱室２０の外側上部に設けられた送風装置２５が外部循環路３０の起点となる。吸込口２４から吸い込まれた蒸気は気流制御板２３の裏を通って送風装置２５へと向かう。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（図示せず）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。遠心ファン２６を回転させるモータ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の吐出口を出た後の外部循環路３０は、断面円形のパイプを主体として構成されている。ファンケーシング２７の吐出口部には第１パイプ３１が接続される。第１パイプ３１は水平方向に突き出し、その端には排気口３２が設けられる。第１パイプ３１の排気口３２より少し上流にはエルボ形の第２パイプ３３が接続される。第２パイプ３３の水平部分は蒸気発生装置５０（詳細は後述する）の上部に入り込み、蒸気吸引エジェクタ３４を形成する。第２パイプ３３の吐出端は絞り成形され、蒸気吸引エジェクタ３４のインナーノズルとなる。蒸気発生装置５０の側面からは蒸気吸引エジェクタ３４のアウターノズル３５が下流に向かって突出し、その吐出端はノズル形状に絞り成形されている。

外部循環路３０の第３パイプ３６が蒸気吸引エジェクタ３４の下流でアウターノズル３５のノズル形状吐出端を受け入れる。第３パイプ３６の端はアウターノズル３５を包むように膨らんでおり、ここに後段エジェクタ３７が形成される。蒸気吸引エジェクタ３４のアウターノズル３５のノズル形状吐出端は、後段エジェクタ３７においてはインナーノズルの役割を果たす。後段エジェクタ３７には、第１パイプ３１から分岐したバイパス路３８が接続される。バイパス路３８も断面円形のパイプにより形成される。図４に見られるようにバイパス路３８は２本設けられ、後段エジェクタ３７に左右対称的に蒸気を吹き込む。

第３パイプ３６の他端は加熱室２０に隣接して設けたサブキャビティ４０に接続される。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、その内側には蒸気の加熱手段である蒸気加熱ヒータ４１が配置されている。蒸気加熱ヒータ４１はシーズヒータにより構成される。

サブキャビティ４０は仕切パネルによって加熱室２０から区画される。本実施形態の場合、仕切パネルはサブキャビティ４０の底面パネル４２である。すなわち加熱室２０の天井部にサブキャビティ４０と同大の開口部が形成され、ここにサブキャブティ４０の底面を構成する底面パネル４２がはめ込まれている。

底面パネル４２は金属板からなり、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の上部の一隅には蒸気放出口４４が形成されている。また第１パイプ３１の端には電動式のダンパ４５が配置される。ダンパ４５は排気口３２と第２パイプ３３の入口とを選択的に閉ざす。

続いて蒸気発生装置５０の構造を、図５、６を参照しつつ説明する。蒸気発生装置５０は中心線を垂直にして配置された筒型（円筒形）のポット５１を備える。ポット５１の上部は閉じており、前述のように蒸気吸引エジェクタ３４が形成されている。

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５２が垂下する。排水パイプ５２の下端は水平に対しやや勾配をなす形で配置された排水パイプ５３に接続される。排水パイプ５３の端は加熱室２０の側壁を通って受皿２１の上に出る。排水パイプ５２の途中には排水バルブ５４及び水位センサ５５が設けられている。

ポット５１内の水を熱するのはポット５１の外面に密着するように設けられた蒸気発生ヒータ５６である。蒸気発生ヒータ５６は環状のシーズヒータからなる。蒸気発生ヒータ５６とほぼ同じ高さになるように、ポット５１の内部に伝熱ユニット６０が配置される。

伝熱ユニット６０は複数のフィン６２により構成される。フィン６２はポット５１の内部に放射状に配置され、外端はポット５１の内面に接続されている。ポット５１とフィン６２とは、押出成形により一体成形してもよく、溶接、ろう付けなどの手法で互いに固定してもよい。フィン６２はポット５１の軸線方向に所定の長さを有する。

ポット５１には給水パイプ６３を通じて給水する。給水パイプ６３はポット５１の底部近くからポット５１の中に入り込んだ後、下から上へとフィン６２の間を通って延びる。給水パイプ６３の上端はフィン６２の上縁より少し上に突き出している。図６に見られるように、フィン６２を車輪のスポークに見立てた場合、ハブとなる位置に給水パイプ６３が配置されている。給水パイプ６３の外面には各フィン６２の端面を接触させ、フィン６２を通じて給水パイプ６３に熱を伝える。

ポット５１、伝熱ユニット６０、及び給水パイプ６３は熱伝動率の良い金属で形成する。金属としては熱伝導率の良い銅やアルミニウムが適する。但し銅や銅合金の場合、緑青が発生するので、熱伝導率は少し劣るものの、緑青を懸念せずに済むステンレス鋼を用いることとしてもよい。

給水パイプ６３の端には漏斗状の受入口６４が形成される。受入口６４から少し下流の位置に洗浄パイプ６５が接続される。洗浄パイプ６５は洗浄バルブ６６を介して排水パイプ５３に接続する。

給水パイプ６３には、洗浄パイプ６５の他、逆Ｊ字形の落差形成パイプ６７も接続される。落差形成パイプ６７の他端は排水パイプ５３に接続される。

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から延び出すエルボ形の給水パイプ７２が給水パイプ６３の受入口６４に接続される。ポンプ７３が水タンク７１内の水を給水パイプ７２を通じて圧送する。ポンプ７３は、給水パイプ７２の根元部に形成されたポンプケーシング７４と、ポンプケーシング７４に収容されたインペラ７５と、インペラ７５に動力を伝えるモータ７６とにより構成される。モータ７６はキャビネット１０の側に固定されており、水タンク７１を所定位置にセットするとインペラ７５に電磁的に結合する。

水タンク室７０の床面には水タンク７１を支えるトラフ形のレール７７が固定されている（図２参照）。レール７７のタンク載置面は水平に開いた扉１２の内面と同じ高さにある。そのため使用者は、水平になった扉１２の上に水タンク７１を置き、レール７７に向かって押し込んで行くことにより、水タンク７１をスムーズに水タンク室７０内の所定位置にセットすることができる。逆に、扉１２を水平に開いておいて水タンク７１を引き出せば、水タンク室７０から出た水タンク７１はそのまま扉１２で支えられる。従って水タンク７１を手で支えつつ引き出す必要がない。

蒸気調理器１の動作制御を行うのは図７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１１の中の表示部に表示される。制御装置８０には操作パネル１１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１１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１１の他、送風装置２５、蒸気加熱ヒータ４１、ダンパ４５、排水バルブ５４、水位センサ５５、蒸気発生ヒータ５６、洗浄バルブ６６、及びポンプ７３が接続される。この他、水タンク７１の中の水量を測定する水量センサ８１、加熱室２０内の温度を測定する温度センサ８２、及び加熱室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１２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の先端が給水パイプ６３の受入口６４にしっかりと接続されたことを確認したうえで、扉１２を閉じ、操作パネル１１の中の電源キーを押して電源ＯＮにする。するとポンプ７３のモータ７６が回転し、蒸気発生装置５０への給水が始まる。この時、排水バルブ５４と洗浄バルブ６６は閉じている。

水は給水パイプ６３の先端から噴水のように溢れ出し、伝熱ユニット６０のフィン６２を濡らしつつポット５１の底に落ちる。そしてポット５１の底の方から溜まって行く。水位が伝熱ユニット６０の長さの半ばまで達したことを水位センサ５５が検知したら、そこで一旦給水は中止される。落差形成パイプ６７の入口側のパイプの中の水位もポット５１と同レベルに達する。

このように所定量の水がポット５１に入れられた後、蒸気発生ヒータ５６への通電が開始される。蒸気発生ヒータ５６はポット５１の側壁を介してポット５１の中の水を加熱する。ポット５１の側壁が熱せられると、その熱は伝熱ユニット６０に伝わり、伝熱ユニット６０から水へと伝えられる。蒸気発生ヒータ５６の置かれた高さと伝熱ユニット６０の置かれた高さはほぼ一致しているので、蒸気発生ヒータ５６から伝熱ユニット６０へとストレートに熱が伝わり、伝熱効率が良い。

複数のフィン６２が放射状に配置された伝熱ユニット６０は広い伝熱面積を有し、ポット５１内の水は速やかに熱せられる。また、放射状に配置されたフィン６２は車輪のスポークのようにポット５１を内側から支えるので、蒸気発生装置５０の強度が増す。

蒸気発生ヒータ５６への通電と同時に、送風装置２５及び蒸気加熱ヒータ４１への通電も開始される。送風装置２５は吸込口２４から加熱室２０の中の蒸気を吸い込み、外部循環路３０に蒸気を送り出す。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。このため、蒸気は外部循環路３０の中を圧送されることになる。遠心ファン２６を直流モータで高速回転させるので、気流は圧力が高いうえに流速もきわめて速い。

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４５は外部循環路３０の第２パイプ３３の入口を開き、排気口３２を閉ざしている。蒸気は第１パイプ３１から第２パイプ３３に入り、さらに第３パイプ３６を経てサブキャビティ４０に入る。そしてサブキャビティ４０内で蒸気加熱ヒータ４１により熱せられた後、上部噴気孔４３から下向きに噴出する。

ポット５１の中の水が沸騰すると、１００゜Ｃ、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のところで外部循環路３０を通る循環気流に吸引される。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上げられ、吸い出される。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。

後段エジェクタ３７においては、蒸気吸引エジェクタ３４のアウターノズル３５から吹き出す気流にバイパス路３８から蒸気が吸い込まれる。蒸気吸引エジェクタ３４をバイパスしてその下流に蒸気が吸い込まれるバイパス路３８の存在によって循環系の圧損が小さくなり、遠心ファン２６を効率良く駆動できる。

後段エジェクタ３７を出た蒸気は高速でサブキャビティ４０に流入する。サブキャビティ４０に入った蒸気は蒸気加熱ヒータ４１により３００゜Ｃにまで熱せられ、過熱蒸気となる。過熱蒸気は温度上昇により膨脹し、上部噴気孔４３より勢い良く噴出する。

図８には加熱室２０に被加熱物９０を入れない状態の蒸気の流れが示されている。前述の通り、上部噴気孔４３は真下を指向しており、ここから加熱室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９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。

対流を形成する蒸気は再び吸込口２４に吸い込まれ、外部循環路３０からサブキャビティ４０を経て加熱室２０に還流する。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、蒸気の量が増して行く。量的に余剰となった気体は気体放出口４４から加熱室２０の外に放出される。蒸気をそのままキャビネット１０内に放出すると、キャビネット１０内に結露が生じ、錆の発生や漏電といった好ましくない結果を招く。キャビネット１０の外にそのまま放出すれば、台所の壁面に結露してカビが発生する。そこで、キャビネット１０内に設けた迷路状の結露通路（図示せず）を通して蒸気を結露させてから気体をキャビネット１０外に放出することとし、上述の問題を回避する。結露通路から流れ落ちる水は受皿２１に導き、他の原因で発生する水と一緒にして調理終了後に処理する。

過熱蒸気の噴出が始まると、加熱室２０の中の温度は急速に上昇する。加熱室２０の中の温度が調理可能領域に達したことを温度センサ８２が検知すると、制御装置８０が操作パネル１１にその旨の表示を出し、また合図音を鳴らす。調理可能になったことを音と表示により知った使用者は扉１２を開け、加熱室２０に被加熱物９０を入れる。

扉１２を開けかかると、制御装置８０はダンパ４５の姿勢を切り替え、第２パイプ３３の入口を閉じるとともに、排気口３２を開く。加熱室２０の中の気体は送風装置２５により吸い込まれ、排気口３２から排出される。第２パイプ３３の入口が閉じることにより、上部噴気孔４３からの過熱蒸気の噴出がなくなるので、使用者が顔面や手などに火傷を負うということがない。ダンパ４５は、扉１２が開いている間中、排気口３２を開き、第２パイプ３３の入口を閉ざす姿勢を保つ。

停止中の送風装置２５を起動して排気口３２から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排気口３２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１２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。

加熱室２０から蒸気を排出するときは第２パイプ３３が閉ざされて加熱室２０への蒸気供給が停止されている。このため加熱室２０の内部の蒸気圧あるいは蒸気量は速やかに低下し、扉１２の開放が可能となるまでの時間が一層短縮される。

使用者が扉１２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１２を閉鎖状態に保つラッチをキャビネット１０と扉１２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１３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１２又はハンドル１３の内側に配置し、使用者がハンドル１３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。

気体放出口４４から放出される気体と同様、排気口３２から排出される気体も蒸気を大量に含んでおり、そのまま放出するのは問題である。そのため、排気口３２から排出される気体もキャビネット１０内に設けた迷路状の結露通路を通して水分を除去してからキャビネット１０外に放出する。結露通路から流れ落ちる水は受皿２１に導き、他の原因で発生する水と一緒にして調理終了後に処理する。

ラック２２の上に被加熱物９０をセットし、扉１２を閉じると、ダンパ４５は第２パイプ３３への入口を開き、排気口３２を閉ざす姿勢に復帰する。これにより上部噴気孔４３からの過熱蒸気の噴出が再開され、被加熱物９０の調理が始まる。

約３００゜Ｃに加熱されて上部噴気孔４３から吹き下ろす過熱蒸気は被加熱物９０に衝突して被加熱物９０に熱を伝える。この過程で蒸気温度は２５０゜Ｃ程度にまで低下する。また被加熱物９０の表面に接触した過熱蒸気は、被加熱物９０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９０は加熱される。

図３に見られるように、被加熱物９０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９０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９０に与えることができる。

加熱室２０の気体を循環させつつ被加熱物９０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から真下に向かって噴出するので、被加熱物９０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９０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９０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蒸気加熱ヒータ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９０への衝突速度が速まる。これにより被加熱物９０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９０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、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。

吸込口２４は加熱室２０の側壁の下部（被加熱物９０の高さ以下）にあり、上部噴気孔４３から噴出した蒸気は偏向することなく直進して被加熱物９０に当たってから吸込口２４に吸い込まれる。このため、被加熱物９０への熱伝達能力は高レベルに維持される。また上方から噴出した蒸気が側壁下部に吸い込まれて行くため、扉１２を開いたとき、使用者の方に蒸気が押し寄せることが少なく、安全性が高い。

吸込口２４が下向きなので、噴出する蒸気に横向きの力がさらに作用しにくくなり、蒸気の偏向を一層防止することができる。また被加熱物９０の表面から油がはじけたりしても、それが吸込口２４に吸い込まれにくく、送風装置２５や外部循環路３０の内面を汚さずに済む。

サブキャビティ４０の底面パネル４２は、上面が暗色なので蒸気加熱ヒータ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、蒸気加熱ヒータ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９０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９０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水位センサ５５が検知すると、制御装置８０はポンプ７３の運転を再開させる。ポンプ７３は水タンク７１の中の水を押し上げ、蒸発した分の水を補給する。給水パイプ６３の中を通る際、補給水には伝熱ユニット６０のフィン６２を通じて蒸気発生ヒータ５６の熱が伝えられる。これにより補給水は予熱され、沸騰点に達するまでの時間が短縮される。

また給水パイプ６３の上端から噴きこぼれる補給水は、フィン６２の上部の水面上に露出している部分に注ぎかけられる。フィン６２の水面上露出部分は、水中に没している部分より高熱になっているので、フィン６２に注がれた水は瞬時に沸騰して蒸発し、ポット５１の内部の蒸気圧を高める。このため、アウターノズル３５から蒸気が力強く噴出してサブキャビティ４０に流れ込み、上部噴気孔４３からの過熱蒸気の噴出を加勢する。従って、給水の度に過熱蒸気の強力噴射が生じる。

ポット５１の中の水位が所定レベルまで上昇したことを水位センサ５５が検知した時点で、制御装置８０はポンプ７３の運転を停止させる。このようにしてポンプ７３は、調理期間中、間欠的に給水動作を行う。フィン６２の水面上露出部分は、水を注がれることにより一旦温度が低下するが、その後水が注がれなくなると温度を回復する。これにより、新たな水が注がれる度にその水は急速蒸発し、過熱蒸気の噴射力を増大させることになる。

本発明の第２実施形態を図１０、１１に示す。図１０は図３と同様の基本構造図、図１１は図１０と同様の基本構造図にして図１０と異なる状態を示すものである。第２実施形態は殆どの構成要素が第１実施形態と共通である。そこで、説明の重複を避けるため、第１実施形態と共通の構成要素には第１実施形態の説明で用いた符号をそのまま付し、説明は省略するものとする。

第２実施形態に係る蒸気調理器１には、第１実施形態において存在した気流制御板２３がない。吸込口２４は、加熱室２０の奥の側壁の上部に横向きに形成されている。

図１１には加熱室２０に被加熱物９０を入れない状態の蒸気の流れが示されている。蒸気は上部噴気孔４３から真下に向かって加熱室２０の底面に届く勢いで噴出する。加熱室２０の底面に衝突した蒸気は外側に向きを変え、下向きに吹き下ろす気流の外に出てから上昇する。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。

図１０のように、加熱室２０に被加熱物９０を入れた状態では、上部噴気孔４３から吹き下ろす過熱蒸気は被加熱物９０に衝突して被加熱物９０に熱を伝えた後、外側に向きを変え、下向きに吹き下ろす気流の外に出てから上昇し、加熱室２０の内部に矢印で示すような対流を形成する。

第２実施形態では、吸込口２４が加熱室２０の上部に配置されているので、蒸気は、その対流が加熱室２０の上隅で淀む箇所から送風装置２５に吸い込まれることになる。このため対流が乱されにくく、上方から吹き下ろした蒸気が被加熱物９０に当たっては横に逃げて上昇し、対流を形成するサイクルが安定して維持される。

上記各実施形態では、加熱室内の気体を外部循環路を経てサブキャビティ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、サブキャビティに常に新しい気体を供給し、加熱室から溢れた気体を気体放出口から放出す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、過熱蒸気により調理を行う調理器全般に利用可能である。

第１実施形態に係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 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 蒸気発生装置の水平断面図 制御ブロック図 図３と同様の基本構造図にして図３と異なる状態を示すもの サブキャビティの底面パネルの上面図 第２実施形態に係る、図３と同様の基本構造図 図１０と同様の基本構造図にして図１０と異なる状態を示すもの

符号の説明

１ 蒸気調理器
２０ 加熱室
２１ 受皿
２４ 吸込口
２５ 送風装置
３０ 外部循環路
４０ サブキャビティ
４１ 蒸気加熱ヒータ
４２ 底面パネル
４３ 上部噴気孔
４４ 気体放出口
５０ 蒸気発生装置

Claims (5)

1. 被加熱物を入れる加熱室と、蒸気発生装置と、前記加熱室の天井部に設けられたサブキャビティと、このサブキャビティ内に配置され、サブキャビティに導入された蒸気を過熱蒸気にする蒸気加熱手段と、前記加熱室の天井部に設けられ、加熱室に入れられた被加熱物を指向する上部噴気孔と、この上部噴気孔より過熱蒸気を前記加熱室底面に届く勢いで下方向に噴出させる送風装置とを備え、
   前記上部噴気孔は、前記加熱室の天井部中央部に真下を指向するように設けられた小孔からなり、この上部噴気孔を複数、各々から噴出する過熱蒸気によって前記被加熱物がほぼ包み込まれるように分散配置するとともに、この上部噴気孔群の配置は、中央部は密、周縁部は疎とすることを特徴とする蒸気調理器。
2. 前記蒸気発生装置で発生した蒸気を前記上部噴気孔に圧送する送風装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の蒸気調理器。
3. 前記加熱室に設けられた吸込口と前記上部噴気孔とを連絡する外部循環路中に前記送風装置及び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２に記載の蒸気調理器。
4. 前記吸込口が前記加熱室の下部に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の蒸気調理器。
5. 前記吸込口が前記加熱室の上部に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の蒸気調理器。

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