JP4557788B2

JP4557788B2 - 加熱調理器

Info

Publication number: JP4557788B2
Application number: JP2005136790A
Authority: JP
Inventors: 満本間; 佐知田中; 泰堀切; 啓光伊丹; 俊也石井
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2005-05-10
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2025-05-10
Also published as: JP2006317015A

Description

本発明は、水蒸気を加熱室内の被調理物に供給して調理するオーブンレンジ等の加熱調理器に関するものである。

従来のこの種の加熱調理器においては、特許文献１に示すように、循環風を発生させるコンベクションファンとコンベクションヒータとを有するコンベクション室と、該コンベクション室と加熱室の境界壁に設けられた吸込口及び吹出口と、加熱室内に供給する蒸気を生成する蒸気生成容器とを備え、該蒸気生成容器を吸込口の近傍に設けたものがある。

また、特許文献２に示すように、加熱室内に電波を照射する高周波発生手段と、蒸気を発生させる蒸発装置と、蒸発装置に水を供給する給水部と、給水を制御する制御手段等を備え、給水部の制御手段に加熱調理毎の必要給水量をあらかじめ設定した高周波及び蒸気によって加熱調理を行う構成としたものもある。

特開２００４−３１６９９９号公報特開２００４−０２８５７８号公報

上記従来技術において、特許文献１に示すものは、蒸気を発生させる蒸気生成容器をコンベクションファンの空気吸込口、すなわち空気の流入側に設けているため、発生した蒸気とコンベクションファンに流入する空気流の混合がスムーズに行われすぎてしまい、蒸気の大きさに変化を与えることが難しい。

また、コンベクションファンによる送風温度が、該コンベクションファンの空気流出側に設けたコンベクションヒータによって加熱されて加熱室内に流入する高温蒸気の温度より低い場合、コンベクションファンに蒸気が結露してしまうことがあり、該結露水が飛散することによってファンモータや電子部品等に悪影響を及ぼすことがある。

さらに、コンベクション室の内側に蒸気生成容器を設けているので、空気流が流れ難くなり、通路抵抗の増大に繋がるとともに、コンベクション室のコンパクト性を阻害する。

また、蒸気生成容器がコンベクションファンの近傍に配置されているため、コンベクションヒータにより加熱される蒸気生成容器の熱がコンヘクションファンや空気流に奪われ、蒸気生成容器が温まり難い。

さらに、過熱状態となった蒸気を被加熱物への与熱効果のみに利用して調理時間の飛躍的向上を目的としているだけであるため、生成された蒸気のその他の利用方法が考慮されていない。

また、別の問題として蒸気生成容器を加熱室後壁の吸込口近傍に設けているため、蒸気生成容器に食品の残骸等が入り易く、その清掃が大変である。

さらに、蒸気生成容器は上部が開放され、その上部から水を滴下する構成であるため、熱風の流れによっては水滴の飛散が考えられ、コンベクション室に硬度成分等の析出によるスケールが付着し易く、また、その清掃性も悪いといった問題が発生する。

次に、特許文献２に示すものは、前記特許文献１と同様に循環ファンを有する部屋の下部に蒸気を発生させる蒸発装置を設け、その蒸発装置によって発生した蒸気を循環ファンの空気流入側に導いているため、蒸気の大きさに変化を与えることが難しい。

また、循環ファン上での結露による水滴飛散や空気流の通路抵抗増大、循環ファンを組み込む部屋のコンパクト性阻害といった問題等が発生する。

本発明は、上記課題のうち少なくとも１つを解決することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１では、被調理物を収容する加熱室と、水蒸気を発生する蒸気発生手段と、水蒸気に衝撃を与えて細かく破砕する破砕手段を兼ね備えた送風手段と、該送風手段の空気流の流出側に設けられた加熱手段と、加熱手段と送風手段と該送風手段を覆うダクトで構成される熱風供給手段とを備え、前記ダクトの外側に設けられた前記蒸気発生手段の先端から前記熱風供給手段の内側に向けて供給された水蒸気は送風手段から流出する空気流に向けて吹き付けられ、吹き付けられた水蒸気は前記送風手段と前記加熱手段の間で空気流の衝撃でさらに細かく破砕され、破砕によって生成された径の異なる水蒸気は、その後、熱風供給手段内の加熱手段によって高温に加熱され、ナノメートルオーダの水蒸気とマイクロメートルオーダの水蒸気の両方を含む過熱蒸気となって加熱室内に供給されるものである。

本発明の請求項１によれば、蒸気発生手段から供給された水蒸気を送風手段から流出する空気流に向けて吹き付け、その衝撃で水蒸気を細かく破砕し、空気流と混合した水蒸気を加熱室内に供給するため、蒸気発生手段から噴出、供給された水蒸気をマイクロメートルからナノメートルオーダの微細な水蒸気に生成でき、さらに万一、蒸気発生手段から蒸発しきれなかった細かい水滴がミスト状に噴出しても破砕手段等によって細かく粉砕されるので、マイクロメートルからナノメートルオーダのミストも同時に生成できるものであり、これによって、ナノメートルオーダの超微細な水蒸気による被調理物の素早い保湿と、マイクロメートルオーダ以上の微細な水蒸気による被調理物の高効率加熱調理の両方が同時に実現できる。

また、送風手段を破砕手段として兼用し、蒸気発生手段から供給された水蒸気を送風手段から流出した空気流と激しく衝突、撹乱させて衝撃を与え、微細な水蒸気を発生させることにより、被調理物の素早い保湿と被調理物の高効率加熱調理を同時に実現できる。また、これによって水蒸気発生機構のコンパクト化と低コスト化に繋げることができる。

さらに、熱風供給手段の熱漏洩を抑えて効率よく微細な水蒸気を生成できるとともに、蒸気発生手段の交換保守作業を調理器本体の背面から容易に行うことが出来る。

また、送風手段からの空気流と混合した水蒸気を、さらに熱風供給手段によって加熱するので、熱風供給手段を共用して効率よく加熱室内に供給することができる。

以下、本発明の加熱調理器を、マグネトロンなどで構成される高周波加熱手段を有する電気式オーブンレンジを例にとって説明する。なお、本発明は、電気オーブン、電子レンジなどの加熱調理器にも適用できる。

図１は本発明の電気式オーブンレンジの側面断面図である。

図２はその電気式オーブンレンジの背面側から見た斜視図であり、外枠であるカバー３５を本体前方に取り外した状態である。

電気式オーブンレンジの本体１は、加熱調理する食品等の被調理物４を収容する加熱室２、該加熱室２の底面２ｃに設けられた被調理物４を載置する回転しないテーブル３、加熱室２に熱風を循環させる熱風ユニット５、レンジ調理の加熱源であるマグネトロン６、マイクロ波を導く導波管７、加熱室２にマイクロ波を照射する回転アンテナ８及びアンテナモータ９等で構成されている。

前記マグネトロン６、導波管７、回転アンテナ８及びアンテナモータ９等についてはすでに公知であるので、詳細な説明は省略するが、これらの構成部品はインバータ基板（図示せず）とともに、加熱室２と本体１底面との間の機械室に配置されている。

オーブン調理に使われる熱風ユニット５は、熱風供給手段を構成するもので、ダクト５ａと、このダクト５ａ内のほぼ中央に回転自在に設けられたファン等の送風手段１０、この送風手段１０の外周の上下、すなわち空気流の流出側に設けられたヒータ等の加熱手段１２、ダクト５ａに取り付けられたファンモータ１１等で構成され、本体１の背面壁に配置されている。

また、加熱室２の背面壁には、多数のパンチング孔よりなる吸込孔２ａ、吹出孔２ｂが設けられており、吸込孔２ａは送風手段の１０の略中心部、すなわち空気流の吸込孔２ａに対向した位置に設けられ、吹出孔２ｂは上下の加熱手段１２に対向した位置に設けられている。

さらに、本体１の前方には被調理物４を出し入れする開閉自在なドア３６が設けられている。

図1及び図２の電気式オーブンレンジの本体１は、加熱室２の中央に回転するテーブルがない、いわゆるターンテーブルレス式オーブンレンジと言われるものである。

ここで、１３は蒸気発生手段であり、水が供給される容器１３ａと、該容器１３ａを加熱するヒータ１３ｂ、サーミスタ等の温度検出器（図示せず）等から構成されており、これらは熱風ユニット５と本体１の背面壁との間に配置されている。

また、容器１３ａはアルミダイキャスト等のアルミニウム材やステンレス材等の錆び難い金属材料で構成され、ヒータ１３ｂは容器１３ａの肉部に埋め込まれたシーズヒータ等で構成されている。但し、容器１３ａ、ヒータ１３ｂともこれらの構成に限る必要はなく、容器１３ａは、昇温時間を短くするために熱容量を小さくすることが好ましく、より望ましくは容器１３ａの質量が１００ｇ〜２００ｇ程度がよい。また、ヒータ１３ｂは、同じように昇温時間を短くするために、望ましくは１００Ｖ電圧において、消費電力を５００Ｗ〜１０００Ｗ程度にするのがよい。

このように、質量や消費電力を上記の数値にすることにより、蒸気発生手段１３の所定温度までの昇温時間を３０秒〜１分程度、もしくはそれ以下にすることができる。

もちろん、容器１３ａとヒータ１３ｂは、この仕様や数値に限定する必要はないし、容器１３ａやヒータ１３ｂはそれぞれ複数個に分割されていてもよい。また、蒸気発生手段１３の外壁を断熱材で覆い、周囲への放熱を抑制すると、昇温時間が短縮されたり、加熱効率の向上／省エネに繋がる。

容器１３ａへの水の供給は、本体１内に設けられた水タンク１４から水ポンプ１５と水配管３４を介して行われる。ここで、水としては、衛生面を考えると、塩素成分を若干含む水道水等が望ましい。また、水タンク１４や水ポンプ１５、水配管３４は、図１及び図２に示す位置に限る必要はない。特に、水タンク１４は、本体１の前方から容易に取り出しやすい位置がよく、本体１の前方から見えるように、該本体１の底面か上面、又は側面がよい。

１８は蒸気の吹出口で、蒸気発生手段１３に接続されており、その先端は、送風手段１０から流出する空気流に向けて吹き付けるように開口している。そして、最も望ましくは、送風手段１０から流出した直後の空気流に向けて吹き付け、該空気流に衝突させるように開口させるのがよい。また、吹出口１８の口径の大きさと数は水蒸気の噴出速度を制御するパラメータとなるもので、本発明では、口径は１〜３ｍｍで、個数は２〜４個が望ましい。

以上のように構成された熱風ユニット５を有するターンテーブルレス方式の電気式オーブンレンジで、熱風を使ったオーブン調理を行うと、本発明では以下のことが実行される。
（１）熱風ユニット５が運転されると送風手段１０がＯＮとなり、加熱室２から吸込孔２ａを通して熱風ユニット５内に吸い込まれた流入風１６は、送風手段１０の回転によって高速の流出風１７となって該送風手段１０から勢い良く流出する。
（２）蒸気発生手段１３では、ヒータ１３ｂがＯＮとなり、容器１３ａの昇温が開始される。
（３）容器１３ａが所定温度に近づくと、水配管３４を通して水タンク１４から水ポンプ１５によって、所定水量の水が蒸気発生手段１３に供給される。所定温度の一例としては、水が沸騰・蒸発する飽和温度以上であり、１５０℃〜２５０℃程度が望ましいが、１５０℃以下であっても２５０℃以上であっても差し支えない。
また、所定水量は、被調理物４である食品やその調理メニューによって異なるが、５ｃｃ／分〜２０ｃｃ／分程度が望ましい。
（４）蒸気発生手段１３に水が供給されると、該供給水が高温に保たれた容器１３ａの内壁等に接触して瞬時に沸騰、蒸発し、飽和水蒸気が生成される。飽和水蒸気は、大気圧下では飽和温度が１００℃である。なお、本実施例では、工程（２）から（４）では、先に蒸気発生手段１３を容器１３ａを昇温させて所定温度に達した後、該蒸気発生手段１３に少量の水を連続的または間欠的に供給し、瞬時に沸騰・蒸発させる方法をとっているが、別の方法として、先に蒸気発生手段１３に所定量の水を貯水し、その後、貯水された蒸気発生手段１３を昇温させて徐々に水を蒸発させる方式であっても差し支えない。
（５）蒸発した飽和水蒸気１９は、水の体積に対して１６００倍程度に膨張するので、該水蒸気１９は蒸気発生手段１３の蒸気噴出口である吹出口１８から勢いよく噴出する。吹出口１８の大きさと数は、上記でも述べたように水蒸気１９の噴出速度を制御するパラメータとなるもので、本発明では、吹出口１８の口径は１〜３ｍｍで、個数は２〜４個が望ましい。
（６）蒸気発生手段１３から噴出した水蒸気１９は、前記（１）で生成された送風手段１０から出た直後の高速の流出風１７と勢いよく衝突して衝撃力を与え、該水蒸気１９に含まれていた大きい径の水蒸気はさらに細かく破砕される。なお、前記蒸気発生手段１３から噴出した水蒸気１９は、送風手段１０から出た直後の高速の流出風１７ではなく、空気流の流出端側、例えば、図１において、蒸気発生手段１３と送風手段１０の高さ方向の位置関係を接近させて、吹出口１８から噴出する水蒸気１９を送風手段１０の羽根部の先端部側に吹き当ててもよい。また、蒸気発生手段１３と送風手段１０の位置関係は図１のままで、吹出口１８にチューブを接続し、該チューブによって水蒸気１９を前記のように送風手段１０に導いてもよい。

よって、本発明では、ラジアルファンなどで構成される送風手段１０が水蒸気を細かく破砕する破砕手段であり、蒸気発生手段１３から供給された水蒸気１９が送風手段１０の羽根部の先端部周辺、もしくは送風手段１０から流出した直後の高速流出風１７（空気流）と激しく衝突することによって、水蒸気１９に衝撃を与えて細かく破砕することが特徴である。ここで、送風手段１０の種類はラジアルファンでなくてもよく、クロスフローファンやシロッコファン、ターボファン等であっても差し支えない。
（７）前記（６）によって生成された径の異なる水蒸気は、その後、熱風ユニット５内の加熱手段１２によって加熱され、微細水蒸気２０等をたくさん含んだ高温熱風となって、吹出孔２ｂから加熱室２及び被調理物４に供給される。

加熱手段１２によって加熱された微細水蒸気２０等をたくさん含んだ高温熱風の温度は、１００℃から３５０℃程度にすることもできるが、本実施例においてオーブン調理を考えた場合、より望ましくは２００℃から３００℃程度がよい。

また、本発明の加熱、破砕された微細水蒸気２０は、少なくともナノメートルオーダ〔水分子の大きさである約０．３ナノメートル（ｎｍ）から１０００ｎｍ未満〕の超微細な水蒸気と、マイクロメートルオーダ〔約１マイクロメートル(μｍ)〕以上の微細な水蒸気の両方を含んでいることが特徴である。もちろん、蒸気発生手段１３の中で蒸発し切れなかった数十から数百マイクロメートルオーダの微細水滴が水蒸気１９に含まれて噴出する場合や、蒸気発生手段１３から噴出した水蒸気１９がその直後に急冷されて微細水滴になる場合もあるが、いずれの微細水滴も、本発明の破砕手段である送風手段１０と加熱手段１２によって、さらに細かく破砕することができる。
（８）前記（１）〜（７）によって生成された微細水蒸気２０（ナノメートルオーダの超微細な水蒸気とマイクロメートルオーダ以上の微細な水蒸気を含んでいる）は、加熱室２内の被調理物４に吹き付けられて作用し、図３に示すような次の効果が得られる。

つまり、一つは、微細水蒸気２０に含まれる最も径の小さいナノメートルオーダの超微細水蒸気２０ａは被調理物４の内部に浸透して行き、該被調理物４に水分を補給することによって加湿や保湿を行う。これは、ナノメートルオーダの超微細水蒸気の大きさが、被調理物４の表層等の生地の細かさより小さいため、被調理物４の表層から内部に容易に浸透して行けるためである。

一方、もう一つは、微細水蒸気２０に含まれるマイクロメートルオーダ以上のやや径の大きい微細水蒸気２０ｂが被調理物４の表面に接触、付着し、温度が低い被調理物４の表面で凝縮することで大きな加熱エネルギを発生し、効率良い加熱を行う。つまり、微細水蒸気２０ｂが凝縮水滴２１になることによって発生する凝縮潜熱によって、被調理物４を効率良く加熱調理していく。当然、前記した本発明の微細水蒸気２０の二つの効果は主たる効果であり、それ以外の効果を生み出してもよいし、２種類の水蒸気がお互いに補完しあってもよい。

なお、前記工程（１）〜（４）は、各工程の順番がそれぞれ入れ替わってもよい。

図４は本発明の他の実施例で、図１と同様にターンテーブルレス方式の電気式オーブンレンジであるが、蒸気発生手段１３をダクト５ａの外側に複数個（図では上部と下部の２個）設け、該蒸気発生手段１３から供給された水蒸気を送風手段１０から流出する流出風１７に向けて吹き付け、その衝撃で水蒸気を細かく破砕し、流出風１７と混合した微細水蒸気２０を加熱室２内に供給するようにしたものである。

この実施例によれば、加熱室２内に入れた被調理物４を入れる調理皿の枚数や位置、被調理物４の種類などにより吹出孔２ｂから吹き出る微細水蒸気２０の水分量のバランスを調整し、より食品調理に合致した過熱蒸気を供給することができる。

さらに、図５では、蒸気発生手段１３を加熱室２の後部上方の外側に設け、その吹出口１８を熱風ユニット５に対面させ、蒸気発生手段１３から供給された水蒸気１９を加熱手段１２により加熱して送風手段１０から流出する流出風に向けて吹き付け、その衝撃で水蒸気を細かく破砕し、空気流と混合した微細水蒸気２０を加熱室２内に供給するものである。

この実施例によれば、レンジ調理の加熱源であるマグネトロン６やマイクロ波を導く導波管７およびそれらのインバータ基板（図示せず）等をこれらを収納する機械室の後方にバランスよく配置することができる。

また、蒸気生成によるコストを削減できるとともに、加熱室上方のカバー３５からの熱漏洩を抑制することが出来る。

本発明の電気式オーブンレンジの側面断面図である。図１の電気式オーブンレンジを背面から見た斜視図である。本発明の被調理物への水蒸気作用の模式図である。本発明の電気式オーブンレンジの他の実施例の側面断面図である。本発明の電気式オーブンレンジのさらに他の実施例の側面断面図である。

符号の説明

１本体
２加熱室
２ａ吸込孔
２ｂ吹出孔
３テーブル
５熱風ユニット
１０送風手段
１２加熱手段
１３蒸気発生手段
１８吹出口
１９水蒸気
２０微細水蒸気
２１凝縮水滴

Claims

被調理物を収容する加熱室と、水蒸気を発生する蒸気発生手段と、水蒸気に衝撃を与えて細かく破砕する破砕手段を兼ね備えた送風手段と、該送風手段の空気流の流出側に設けられた加熱手段と、加熱手段と送風手段と該送風手段を覆うダクトで構成される熱風供給手段とを備え、
前記ダクトの外側に設けられた前記蒸気発生手段の先端から前記熱風供給手段の内側に向けて供給された水蒸気は送風手段から流出する空気流に向けて吹き付けられ、吹き付けられた水蒸気は前記送風手段と前記加熱手段の間で空気流の衝撃でさらに細かく破砕され、破砕によって生成された径の異なる水蒸気は、その後、熱風供給手段内の加熱手段によって高温に加熱され、ナノメートルオーダの水蒸気とマイクロメートルオーダの水蒸気の両方を含む過熱蒸気となって加熱室内に供給されることを特徴とする加熱調理器。