JP4735409B2 - 加熱調理装置 - Google Patents

Description

本発明は、加熱調理時に被加熱物から生じる水蒸気の結露対策を行った加熱調理装置に関するものである。

従来、この種の高周波加熱装置は、被加熱物を収容する加熱室内に高周波を出力する高周波発生手段を備え、加熱室内の被加熱物に対し高周波を照射して短時間で効率のよい加熱ができるため、食材等の加熱調理機器である電子レンジとして急速に普及した。また、オーブンレンジなどにおいては、よりおいしい調理を実現するために、水蒸気を加熱室内に充満し、加熱による被加熱物の乾燥を防止したり、被加熱物に水分が供給されることでマイクロ波加熱の効率を向上したり、水蒸気の潜熱により加熱室内の温度を均一にしたり、調理時間を短縮するなどの技術開発が行われており、これらは一般的に、蒸気発生機能付き高周波加熱装置と呼ばれている。

しかしながら、従来の高周波加熱装置にも増して、水蒸気が加熱室内に充満するため、加熱後、加熱室内に結露発生が生じていた。したがって、使用者は蒸気を使った加熱後、毎回、加熱庫内の結露水を拭い取る作業を行っていた。また、結露水を拭かないで加熱庫の開閉扉を閉めたままにしておくと、いつまでも加熱室内壁面が湿潤した状態が続くので、結露水が高周波加熱装置の開閉扉の下方隙間から流れ出て、床やテーブルを汚すという問題があり、また次に開閉扉を開けた時に不衛生であるとか、装置が傷むのではないかといった懸念があった。

特許文献１における高周波加熱装置は、床面に結露水が滴下するという品位を損なう課題を防止するため、高周波加熱装置本体の前面下部に水蒸気が結露して、扉に付着した水滴が床に滴下するのを防止する水滴受け部を配設し、水滴受け部には水滴を受ける凹形状の溝を設け、かつ高周波加熱装置本体より着脱可能な構成とし、水滴受け部には長手方向に水の流速を軽減させる流速軽減手段を備えていた。

そして、水滴受け部は取り外せるため結露水及び屑を容易に取り除くことができ、また水滴受け部を着脱し、持ち運ぶ際の水滴受け部の揺れや傾きによる水の零れを防止することができるという効果を有していた。

また、特許文献２における高周波加熱装置は、被加熱物を収容する加熱室に、高周波と蒸気との少なくともいずれかを供給して、被加熱物を加熱処理する蒸気発生機能付き高周波加熱装置であって、高周波発生部と、加熱室内に蒸気を供給する蒸気発生部と、加熱室内の蒸気を撹拌する循環ファンとを備え、調理終了直前および／または終了後に循環ファンを所定時間回転させるようにしたものである。

そして、この高周波加熱装置は閉じた加熱室内であっても内部の空気全体が飽和蒸気状態にあるのではなく、加熱室内の壁面に近い部分の空気のみが飽和蒸気状態にあり、それ以外の場所にある空気は未飽和状態にあるので、全体の空気を撹拌すると飽和蒸気と未飽和蒸気が混じり合って、その結果全体の空気は未飽和状態となり、したがって結露が蒸発する余地ができることで、加熱室内に結露が生じても拭く必要のないという効果を有していた。
特開２００５−１２７６２２号公報 特開２００４−３１７０７７号公報

特許文献１における高周波加熱装置では、発生した水蒸気は加熱室壁面に結露し、水滴が凝集して次第に大きくなってくると、表面張力や摩擦力に逆らって重力方向に流れ出す。これらの結露水は、加熱室壁面を伝って底面に溜まり水溜りができるか、あるいは加熱室扉の壁面を伝って流れ出した水は、加熱室扉と加熱室の接触隙間から装置外下部に設置された水滴受け部に貯留される。

しかしながら、加熱室底面に大量の結露水が溜まるということは、調理後に加熱室扉を開けて加熱物を取り出す際の品位を損なうといった問題や、結露水を拭い取る作業が必要になるといった問題がある。

また、特許文献２における高周波加熱装置では、発生した水蒸気が加熱室壁面に結露した場合に、加熱室内の空気を撹拌すると飽和蒸気と未飽和蒸気が混じり合って、加熱室内の空気は不飽和状態となり、結露水は一部蒸発するが、水蒸気の発生量が多くなってくると、加熱室内の空気は飽和状態となり、加熱室壁面に結露することになる。よって、前述のように、大量の結露水が加熱室底面に溜まってくると、加熱室扉と加熱室の接触隙間から装置外の床面などに滴下し、品位を損なうといった問題がある。

前記従来の課題に鑑み、本発が解決しようとする課題は、蒸気を使った加熱後、加熱室内の結露水を拭い取る作業を行う必要がなく、また前記作業を行わなくても次に加熱室扉を開けた時に不衛生であるとか、装置が傷むといったことがない加熱調理装置の提供をすることにある。

前記課題を解決するために、本発明の加熱調理装置は、被加熱物を収納し加熱する加熱室と、前記加熱室に供給する水蒸気を発生する蒸気発生手段と、前記加熱室に着脱自在に設けられた載置皿と、前記加熱室に供給された水蒸気が結露した結露水を貯留する結露水貯水部を有し、最長時間運転時に生じる結露水量は、満水量として前記結露水貯水部に表示し、前記結露水貯水部は結露水が前記加熱室内の載置皿上部に位置した突起から流れ伝って貯留されるように構成した加熱調理装置である。

上記発明のように、加熱室内の壁面などに結露した水は、加熱室内の載置皿上部に位置した突起から流れ伝って結露水貯水部に貯留されるようにすることで、従来のように結露水が加熱室内の底面に大量に溜まり、加熱室扉と加熱室との接触隙間から装置外の床面などに滴下するのを防ぐことができるとともに、使用者に手間のかかる作業を強いることの無い、加熱調理装置を提供できるものである。

本発明の加熱調理装置は、加熱室内に供給された水蒸気が、壁面などで結露し生じた結露水を、結露水貯水部に貯留されるようにすることで、加熱室扉と加熱室との接触隙間から装置外の床面などに滴下することを防ぐことができ、使用者に余計な手間を強いることのない使い勝手の良いものにできる。

第１の発明は、被加熱物を収納し加熱する加熱室と、前記加熱室に供給する水蒸気を発生する蒸気発生手段と、前記加熱室に着脱自在に設けられた載置皿と、前記加熱室に供給された水蒸気が結露した結露水を貯留する結露水貯水部を有し、最長時間運転時に生じる結露水量は、満水量として前記結露水貯水部に表示し、前記結露水貯水部は結露水が前記加熱室内の前記載置皿上部に位置した突起から流れ伝って貯留されるようにした加熱調理装置とすることにより、加熱室内の壁面などに結露した水を、突起から流れ伝って結露水貯水部に貯留されるようにすることで、従来のように結露水が加熱室内の底面に大量に溜まり、加熱室扉と加熱室との接触隙間から装置外の床面などに滴下することを防ぐことができ、使用者に手間のかかる作業を強いることの無い、加熱調理装置とすることができるものである。また、満水量を結露水貯水部に表示することにより、使用者に結露水の排水を促すことができるものである。

第２の発明は、特に第１の発明の結露水貯水部は貯留した結露水を、加熱室内に配設され、被加熱物の略周囲に位置する加熱手段により加熱蒸発させ蒸気を発生させるようにした加熱調理装置とすることにより、比較的温度が高い状態の（一般的には５０℃程度）結露水を加熱蒸発させるため、エネルギーの消費を抑制できるとともに、被加熱物の近傍から水蒸気を発生させることで、発生した水蒸気が優先的に被加熱物に結露し、壁面に再結露する可能性が少なく、効率的に被加熱物に水蒸気を導くことができるものである。

第３の発明は、特に第２の発明の加熱手段は、マイクロ波を吸収して発熱する部材で構成した加熱調理装置とすることにより、例えば、載置皿に魚や鶏肉などを載せてグリル調理する場合には、加熱室内に水蒸気を供給し表面の乾燥を抑制しながら、加熱室内の天面に設けられたグリルヒータあるいは、載置皿に形成された発熱体をマイクロ波で発熱させ載置皿を加熱し、調理を行うが、この時、マイクロ波が、魚や鶏肉に直接及んでしまうと、身が弾けたり端部が加熱集中により硬化したりすることがある。

然るに、本発明では結露水貯水部を加熱する加熱手段がマイクロ波を吸収して、結露水貯水部に貯留された水を蒸発させるので、マイクロ波が、魚や鶏肉に直接及ぶことはなく、おいしく加熱調理できるものである。

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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、本実施の形態の説明において、同一構成で同一作用効果を奏するところには同一符号を付して重複した説明を行わないものとする。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における発明を採用した高周波加熱装置の断面図で、図２は同高周波加熱装置の要部の拡大断面図を示したものである。

図１に示すように、加熱室１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た空間を構成し、この加熱室１内に被加熱物を収納する被加熱物収納空間２を形成している。被加熱物収納空間２はその底面に、被加熱物を載置する非導電性の材料からなる載置板３を配設している。加熱室１は、載置板３の下方にあって、加熱室１を形成する底壁面４の略中央部にマイクロ波を放射する放射アンテナ５を配設している。この放射アンテナ５は、マイクロ波を伝送する導波管６の終端側に配置させ、導波管６の始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７を設けている。

また、加熱室１の左奥底には蒸気発生手段８を配設している。この蒸気発生手段８は、図２に示すように水溜凹部９、水溜凹部９を下方から加熱する水加熱手段１０および水溜凹部９の温度を検知する水溜凹部温度検知手段１１を備えている。また、ポンプ１５は貯水タンク１２、貯水タンク１２の水を、送水管１３および給水口１４を介して水溜凹部９に給水する。

また、加熱室１の左側面には複数の蒸気通流開孔部２０、２１を配置させている。複数の蒸気通流開孔部２０、２１は、互いに加熱室１の外側で連結手段２２を介して連結させている。そして、一方の蒸気通流開孔部２０は、蒸気発生手段８で発生した水蒸気を取り込む取込口で、他方の蒸気通流開孔部２１は連結手段２２を介して通流してきた水蒸気を加熱室１内に吹出す吹出口である。

また、蒸気通流手段２３は蒸気発生手段８で発生した水蒸気を蒸気通流開孔部２０に通流させるために配設している。この蒸気通流手段２３は、図２に示すように蒸気蓋２４とその周縁に設けた弾性材料からなるパッキン２５とで構成される。蒸気通流手段２３は、その内部に蒸気発生手段８と蒸気通流開孔部２０とを連結する空間２６を有した形状とし、加熱室１内の所定位置に着脱自在に実装して水蒸気が漏洩しないようにしている。

また、加熱室１に対して着脱自在に設け、加熱室扉（図示せず）を開閉して加熱室１から出入する載置皿３０は、該載置皿３０に載せられた被加熱物の略周囲に位置した左右および奥の側端部に結露水貯水部３１を有し、被加熱物収納空間２に収納することで載置皿３０の上方に小加熱空間３２を形成する。この載置皿３０は、マイクロ波を透過する材質にて構成している。また、蒸気通流開孔部２１は小加熱空間３２に水蒸気を吹出すように配置させている。また、加熱室１の上壁面には平面形のヒータ３３を備える。

加熱室１の側壁面には、載置皿３０の左右及び奥の結露水貯水部３１の側上縁を支持する支持部３４ａ、３５ａと、蒸気が加熱室１の壁面に結露した結露水を結露水貯水部３１に導く、突起３４ｂ、３５ｂを加熱室１の上部と下部の左右および奥の壁面に配設している。載置皿３０は、表面をフッ素樹脂コーティングしたセラミックスからなり、結露水貯水部３１の上端部との間に５〜１０ｍｍの離隔距離を設け、図示しない満水量表示が刻印される。前記満水量表示は、高周波加熱装置の最長時間運転時の結露水量、すなわち水蒸気発生量の最大値である５００ｍｌを満水量とするよう表示される。結露水貯水部３１の容量は、最長時間運転時に生じる結露水が、使用者が載置皿３０を着脱する際に、載置皿を傾けることができる限度と、無意識に有する角度として想定される約１５°傾けても溢れない容量に対し、安全率１．２〜２を乗じた容量とした。

なお、放射アンテナ５は、モータ４０によって回転駆動される。また、被加熱物収納空間２内の温度を検出する温度検知手段４１と、被加熱物の表面から発する赤外線量を、透過孔４２を介して検知して前記の表面温度を判定する赤外線検知手段４３とを備える。また、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４１や赤外線検知手段４３のほかに、加熱室１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５０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７、蒸気発生手段８の加熱手段である水加熱手段１０などの動作を制御して水蒸気を加熱室１に供給する。そして、制御手段５０は加熱条件、制御条件などは、記憶手段（制御手段と一体）に一時的あるいは恒久的に記憶される。操作部には表示部、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る。

以上のように構成された本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の動作を説明する。

ユーザが、加熱を行う被加熱物と、そのメニューに合った加熱条件を、操作部からの操作により制御手段５０に命令されると、被加熱物収納空間２の載置板３または、小加熱空間３２の載置皿３０上に載置された被加熱物の加熱が開始される。制御手段５０はマイクロ波発生手段であるマグネトロン７、水加熱手段１０の動作を加熱条件に従って制御を開始する。

冷めた被加熱物をあたため再加熱する場合、制御手段５０は、まずマグネトロン７を動作させると同時に赤外線検知手段４３の検知信号を取り込む。赤外線検知手段４３の検知信号により、周囲の温度と異なる温度領域あるいは一定時間加熱後に温度上昇が認められた領域に被加熱物があると検知する。そして、制御手段５０は、赤外線検知手段４３の検知信号に基づいて、被加熱物の存在領域での温度分布を時々刻々判別し、最高温度と最低温度との温度差が予め決めた既定値以上になると、ポンプ１５を動作させて水溜凹部９に所定量の水の給水を開始し、マグネトロン７の動作を停止する。そして、直ちに制御手段５０は、水溜凹部９の温度検知手段１１からの信号に応じて蒸気発生手段８の水が１００℃になるまで水加熱手段１０に通電し続ける。蒸気発生手段８は、発生蒸気量を水加熱手段１０の動作あるいはポンプ１５の動作による給水量によって可変することができる。

仮に水溜凹部９内の水が全て蒸発すると、水溜凹部９の温度が所定温度を超え、水溜凹部温度検知手段１１は、水溜凹部９の温度が所定温度を超えたことを検知し、水加熱手段１０への通電を停止する。

蒸気発生手段８で発生した水蒸気は、空間２６内に充満し、次第に蒸気圧が上昇してくると、蒸気通流開孔部２０から連結手段２２を通じて、蒸気通流開孔部２１から被加熱物収納空間２または、小加熱空間３２に吹出される。吹出した水蒸気は、被加熱物に優先的に当たるように、蒸気通流開孔部２１の形状や角度などが設計されている。

しかしながら、加熱初期においてマイクロ波を用いることにより、被加熱物と加熱室壁面との間に、温度差が生じ（被加熱物の温度＞加熱室壁面の温度）ており、また水蒸気の発生量が多くなってくると、被加熱物収納空間２または、小加熱空間３２の空気は飽和状態となり、加熱室壁面に結露することになる。結露した水滴が凝集して、次第に大きくなってくると、表面張力や摩擦力に逆らって重力方向に流れ出す。なお、水蒸気を被加熱物収納空間２または、小加熱空間３２に吹出す前に、ヒータ３３に一定時間通電しておけば、加熱室１の天面への水蒸気の結露を抑制／防止することができる。

流れ出た結露水は、加熱室壁面を伝って突起３４ｂ、３５ｂ（載置皿３０が支持部３５ａにセットされている場合）から、結露水貯水部３１に滴下し、貯留される。

従って、従来のように結露水が加熱室１内の底面に大量に溜まり、加熱室扉と加熱室との接触隙間から装置外の床面などに滴下することを防ぐことができ、使用者に手間のかかる作業を強いることの無い、使い勝手の良い高周波加熱装置とすることができるものである。

なお、上記実施の形態では結露水貯水部３１を、載置皿３０の左右および奥の側端部に設けたが、加熱室１の奥壁が構造的に複数の孔が開いておって結露水を案内する突起３４ｂ、３５ｂを設けるのが困難な場合には、載置皿３０の奥の側端部には結露水貯水部を設けないようにすることも可能である。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の断面図を示したものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

本実施の形態における高周波加熱装置は、載置皿３０の結露水貯水部３１の外底部に加熱手段を設けた構成が実施の形態１と相違し、それ以外の構成は同じとするものである。図に示すように、載置皿３０は、結露水貯水部３１を有し、被加熱物収納空間２に収納することで載置皿３０の上方に小加熱空間３２を形成する。載置皿３０は、表面をフッ素樹脂コーティングしたセラミックスからなり、結露水貯水部３１の外底面にはマイクロ波を吸収し発熱する発熱体６２を成形した構成とし、発熱体６２により結露水貯水部３１に貯水した結露水を加熱して蒸発させることができる。発熱体６２は、炭化珪素、酸化チタン、黒鉛、活性炭などを基材とした多孔質の焼結体で構成している。発熱特性としては、例えばマイクロ波電力５００Ｗを２分間照射することで、約２５０℃以上の温度に到達するものである。

以上のように構成された本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の動作を図３、図２を参照し説明する。

冷めた被加熱物をあたため再加熱する場合、制御手段５０は、まずマグネトロン７を動作させると同時に赤外線検知手段４３の検知信号を取り込む。赤外線検知手段４３の検知信号により、周囲の温度と異なる温度領域あるいは一定時間加熱後に温度上昇が認められた領域に被加熱物があると検知する。

そして、制御手段５０は、赤外線検知手段４３の検知信号に基づいて、被加熱物の存在領域での温度分布を時々刻々判別し、最高温度と最低温度との温度差が予め決めた既定値以上になると、ポンプ１５を動作させて蒸気発生手段８の水溜凹部９に所定量の水の給水を開始し、マグネトロン７の動作を停止する。この時、発熱体６２はマイクロ波によって加熱され、結露水貯水部６１は１００℃以上に加熱されている。

そして、直ちに制御手段５０は、水溜凹部９の温度検知手段１１からの信号に応じて蒸気発生手段８の水が１００℃になるまで水加熱手段１０に通電し続ける。蒸気発生手段８は、発生蒸気量を水加熱手段１０の動作あるいはポンプ１５の動作による給水量によって可変することができる。

仮に水溜凹部９内の水が全て蒸発すると、水溜凹部９の温度が所定温度を超え、水溜凹部温度検知手段１１は、水溜凹部９の温度が所定温度を超えたことを検知し、水加熱手段１０への通電を停止する。

蒸気発生手段８で発生した水蒸気は、空間２６内に充満し、次第に蒸気圧が上昇してくると、蒸気通流開孔部２０から連結手段２２を通じて、蒸気通流開孔部２１から被加熱物収納空間２または、小加熱空間３２に吹出される。吹出した水蒸気は、被加熱物に優先的に当たるように、蒸気通流開孔部２１の形状や角度などが設計されている。

しかしながら、加熱初期においてマイクロ波を用いることにより、被加熱物と加熱室壁面との間に、温度差が生じ（被加熱物の温度＞加熱室壁面の温度）ており、また水蒸気の発生量が多くなってくると、被加熱物収納空間２または、小加熱空間３２の空気は飽和状態となり、加熱室壁面に結露することになる。結露した水滴が凝集して、次第に大きくなってくると、表面張力や摩擦力に逆らって重力方向に流れ出す。なお、水蒸気を被加熱物収納空間２または、小加熱空間３２に吹出す前に、ヒータ３３に一定時間通電しておけば、加熱室天面への水蒸気の結露を抑制／防止することができる。

流れ出た結露水は、加熱室壁面を伝って突起３４ｂ、３５ｂから、１００℃以上に加熱された結露水貯水部３１に滴下し、即座に加熱蒸発し、被加熱物を周囲近傍から湿潤する。

マイクロ波は被加熱物を加熱する間、間欠的に入力され、非加熱物および発熱体６２を加熱する。従って、非加熱物は、蒸気通流開孔部２１からの水蒸気と、非加熱物の周囲近傍からの水蒸気によって湿潤・加熱される。

以上の構成とすることにより、比較的温度が高い状態の（一般的には５０℃程度）結露水を加熱蒸発させるため、エネルギーの消費を抑制できるとともに、被加熱物の近傍から水蒸気を発生させることで、発生した水蒸気が壁面に再結露する可能性が少なく、効率的に被加熱物に水蒸気を導くことができるものである。

なお、本実施の形態では、発熱体６２は結露水貯水部３１のみを加熱するように形成したが、例えば、載置皿３０に魚や鶏肉などを載せてグリル調理する場合には、発熱体６２を載置皿の外底面全体に形成することにより、加熱室内に水蒸気を供給し表面の乾燥を抑制しながら、加熱室内の天面に設けられたグリルヒータ（ヒータ３３）およびマイクロ波による載置皿の発熱によって、加熱調理を行うとともに、結露水貯水部から発生した水蒸気を効果的に被加熱物に導き湿潤させることができる。よって、マイクロ波が、魚や鶏肉に直接及ぶことはなく、おいしく加熱調理できるものである。

以上のように、本発明における高周波加熱装置は、加熱室内に供給された水蒸気が、壁面などで結露し生じた結露水を、回収貯留することで、加熱室扉と加熱室との接触隙間から装置外の床面などに滴下することを防ぐことができ、使用者に余計な手間を強いることを無くすことができるので、スチームを付加する電子レンジ、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調理装置の加熱調理機器として有用である。

本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の断面図 本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の要部の拡大断面図 本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の断面図

符号の説明

１ 加熱室
８ 蒸気発生手段
３０ 載置皿
３１ 結露水貯水部
３４ｂ、３５ｂ 突起
６２ 発熱体（加熱手段）

Claims (3)

1. 被加熱物を収納し加熱する加熱室と、前記加熱室に供給する水蒸気を発生する蒸気発生手段と、前記加熱室に着脱自在に設けられた載置皿と、前記加熱室に供給された水蒸気が結露した結露水を貯留する結露水貯水部を有し、最長時間運転時に生じる結露水量は、満水量として前記結露水貯水部に表示し、前記結露水貯水部は結露水が前記加熱室内の前記載置皿上部に位置した突起から流れ伝って貯留されるようにした加熱調理装置。
2. 前記結露水貯水部は貯留した結露水を、加熱室内に配設され被加熱物の略周囲に位置する加熱手段により、加熱蒸発させ蒸気を発生させるようにした請求項１に記載の加熱調理装置。
3. 前記加熱手段は、マイクロ波を吸収して発熱する部材で構成した請求項２に記載の加熱調理装置。

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