JP6802082B2 - 蒸気発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、スチームコンベクションオーブン等の加熱調理器に用いる蒸気発生装置に関する。

下記の特許文献１には、蒸気を含んだ熱風により食材を加熱調理するスチームコンベクションオーブン等の加熱調理器に用いられる蒸気発生装置が開示されており、この蒸気発生装置は、所定の水位の水を貯えて蒸気を発生させる蒸気発生容器と、蒸気発生容器内に設けられて内部に燃焼ガスを通過させるようにして周囲の水を加熱する筒形の加熱器と、加熱器の内部に燃焼ガスを発生させるバーナと、加熱器内に同心的に設けられて燃焼ガスを加熱器の内周面に沿って通過させるようにした筒形の燃焼ガスガイドと、加熱器の上側に設けた排気筒と、蒸気発生容器の上部に設けた蒸気導出パイプとを備えている。

この蒸気発生装置では、バーナによって混合ガスを燃焼させて筒形の加熱器内に燃焼ガスを発生させると、燃焼ガスは筒形の加熱器の内周面と筒形の燃焼ガスガイドの外周面との間を通過する。蒸気発生容器内の水は加熱器の内周面と燃焼ガスガイドの外周面との間を通過する燃焼ガスによって加熱されて蒸気となり、蒸気発生容器内の蒸気は蒸気導出パイプを通って加熱調理器の調理庫に送出される。

特開２０１３−２００１１１号公報

特許文献１に記載の蒸気発生装置では、加熱器の内周面と燃焼ガスガイドの外周面との間を通過した燃焼ガスは加熱器の上側に設けた排気筒を通って外側に排出される。このとき、燃焼ガスガイドの内側が加熱器の内周面と燃焼ガスガイドの外周面との間を通過する燃焼ガスにより負圧化され、燃焼ガスガイドの上縁を通過する燃焼ガスが燃焼ガスガイドの内側の負圧によって乱流となり、これに起因した異音が発生するおそれがあった。これに対して、燃焼ガスガイドの下部に貫通孔を形成し、燃焼ガスの一部を燃焼ガスガイドの内側に流入させるようにして、燃焼ガスガイドの内側を負圧化させにくくしている。しかし、燃焼ガスガイドの下部から燃焼ガスの一部を流入させるだけでは、燃焼ガスガイドの内側の負圧化を十分に防ぐことができず、燃焼ガスガイドの上縁を通過する燃焼ガスが乱流となって生じる異音を防ぐことができなかった。本発明は、蒸気発生装置において、加熱器内にて燃焼ガスガイドの上縁を通過する燃焼ガスが乱流となって生じる異音を防ぐことを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、所定の水位の水を貯えて蒸気を発生させる蒸気発生容器と、蒸気発生容器内に設けられて内部に燃焼ガスを通過させるようにして周囲の水を加熱する筒形の加熱器と、加熱器内に設けられて燃焼ガスを加熱器の内周面に沿って通過させるようにした筒形の燃焼ガスガイドとを備えた蒸気発生装置であって、燃焼ガスガイドの上縁部には加熱器の内周面に沿って上昇した燃焼ガスを燃焼ガスガイドの内側に巻き込むのを防ぐ防音キャップを設けたことを特徴とする蒸気発生装置を提供するものである。

上記のように構成した蒸気発生装置においては、燃焼ガスガイドの上縁部には加熱器の
内周面に沿って上昇した燃焼ガスを燃焼ガスガイドの内側に巻き込むのを防ぐ防音キャップを設けたので、加熱器内にて燃焼ガスガイドの外側から上縁を通過する燃焼ガスが燃焼ガスガイドの上側で乱流となって生じる異音を防ぐことができた。

上記のように構成した蒸気発生装置においては、防音キャップは上方に向けて細くなるようにした円錐台形の外周面を有するのが好ましい。このようにしたときには、加熱器内にて燃焼ガスガイドの外側から上縁を通過する燃焼ガスが防音キャップの円錐台形の外周面によって上方に上昇しやすくなり、加熱器内にて燃焼ガスガイドの上縁を通過する燃焼ガスが乱流となって生じる異音をさらに防ぐことができた。

上記のように構成した蒸気発生装置においては、燃焼ガスガイドの下部には燃焼ガスを導入して燃焼ガスガイドの内部が負圧になるのを防ぐ貫通孔を形成するともに、防音キャップには燃焼ガスガイドの内部に導入された燃焼ガスを上方に導く上下に延びる通気孔を形成するのが好ましい。このようにしたときには、燃焼ガスガイドの内部が貫通孔から導入される燃焼ガスによって負圧となるのをある程度防ぐことができるとともに、燃焼ガスガイドの内部を通過する燃焼ガスを防音キャップの通気孔から上側に導くことができ、燃焼ガスガイドの内部を通過した燃焼ガスが、燃焼ガスガイドの上側で加熱器と燃焼ガスガイドとの間を通過した燃焼ガスと衝突しにくくなり、さらに異音を発生させにくくすることができた。

本発明の蒸気発生装置を内蔵した加熱調理器の一実施形態の正面図である。 ハウジングの左側壁を取り外した状態の左側面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２の蒸気発生装置の縦方向に沿った断面図である。 制御装置のブロック図である

以下、本発明の蒸気発生装置をスチームコンベクションオーブンよりなる加熱調理器に適用した一実施形態を添付図面を参照して説明する。図１に示したように、加熱調理器１０は、ハウジング１１内に食材を加熱調理するための調理庫１２と、ハウジング１１内の調理庫１２を除いた空間に機械室１３とを備えている。

調理庫１２は食材を収容し、収容した食材を加熱調理するためのものである。この実施形態では、調理庫１２は１０段のトレイを上下に収容可能な大きさとなっている。調理庫１２の前面には食材を出し入れする開口部が設けられており、前面の開口部は扉１４によって開閉される。調理庫１２の外周面は断熱材により覆われており、調理庫１２内の熱は機械室１３及びハウジング１１外に伝わりにくくなっている。

図２及び図３に示したように、加熱調理器１０は、調理庫１２内の空気を対流させる対流ファン１５と、調理庫１２内の温度を検出する温度センサ１６と、調理庫１２内を加熱する燃焼装置２０と、調理庫１２内に蒸気を発生させる蒸気発生装置３０とを備えている。対流ファン１５は調理庫１２内の空気を対流させるものであり、調理庫１２内に対流ファン１５のファン羽根１５ａと機械室１３に対流ファン１５のファンモータ１５ｂを備えている。ファン羽根１５ａはファンモータ１５ｂの作動によって回転し、調理庫１２の空気はファン羽根１５ａの回転よって対流する。

図２及び図３に示したように、燃焼装置２０は、燃焼用空気と燃料ガスの混合ガスを燃焼させたときの燃焼ガスによって調理庫１２内を加熱するものである。燃焼装置２０は、機械室１３内に主要な構成部品であるブロアファン２１とガス供給管２２と混合管２３と
を備え、調理庫１２内にバーナ２４と加熱管２５とを備えている。

図２に示したように、ブロアファン２１は燃焼用空気を供給するものであり、ブロアファン２１の送風口は送風管２１ａによって混合管２３に接続されている。ブロアファン２１の吸気口から吸い込まれた燃焼用空気は送風管２１ａによって混合管２３に供給される。混合管２３にはガス供給源から燃料ガスが供給されるガス供給管２２が接続されており、ガス供給源の燃料ガスはガス供給管２２によって混合管２３に供給される。ガス供給管２２にはガスバルブ２２ａが介装されており、燃料ガスはガスバルブ２２ａを開放させたときにガス供給管２２から混合管２３に供給される。ガス供給管２２には均圧弁２２ｂが介装されており、均圧弁２２ｂは圧力検出管２２ｃによって送風管２１ａに接続されている。均圧弁２２ｂはブロアファン２１から送風管２１ａを通って混合管２３に供給される空気の圧力に応じた開度で開放され、ガス供給管２２から混合管２３に供給される燃料ガスの風量（流量）は燃焼用空気の風量に応じて調整される。

混合管２３には、上述したようにブロアファン２１の送風口から送出された燃焼用空気と、ガス供給管２２から送出された燃料ガスとが供給され、これら燃焼用空気と燃料用空気とが混合されて混合ガスとなる。混合管２３には送風管２１ａ及びガス供給管２２が接続された一端側と反対の他端側にバーナ２４が接続されており、混合管２３から供給される混合ガスはバーナ２４により燃焼して高温の燃焼ガスとなる。バーナ２４は調理庫１２内にて加熱管２５の導入端部２５ａ内に配置されており、バーナ２４による燃焼ガスは加熱管２５内を通過するようになっている。加熱管２５はバーナ２４による燃焼ガスを通過させることで調理庫１２内を加熱するものである。加熱管２５は対流ファン１５のファン羽根１５ａを囲うように調理庫１２の左側壁の周部に沿って配設されている。加熱管２５の導出端部２５ｂは調理庫１２の後部天井壁に配設された煙突部２６に接続されており、加熱管２５を通過した燃焼ガスは煙突部２６によってハウジング１１の上側に排出される。

図２及び図４に示すように、機械室１３の後部には、調理庫１２内に蒸気を供給するための蒸気発生装置３０が設けられている。蒸気発生装置３０は、所定の水位（図４の２点鎖線にて示した）の水を貯える蒸気発生容器３１を備えており、蒸気発生容器３１は調理庫１２の左側壁外側に固定されている。蒸気発生容器３１は上下に長い箱形形状をし、蒸気発生容器３１の上壁と前壁の角部は斜めに傾斜した傾斜部３１ａとなっている。

図４に示したように、蒸気発生容器３１内には後述する燃焼装置４０を構成する筒形の加熱器４１が設けられており、蒸気発生容器３１内の水は加熱器４１を通過する燃焼ガスによって加熱される。加熱器４１は蒸気発生容器３１の下部にて前後に延びる水平部４１ａと、蒸気発生容器３１の後部にて水平部４１ａから上方に延びる鉛直部４１ｂとを備えている。蒸気発生容器３１には加熱器４１の水平部４１ａの上側に内側に凹んだ余剰水排除部３２が設けられている。この余剰水排除部３２は蒸気発生容器３１内にて余分なスペースを排除することで蒸気発生容器３１内の水の量を少なくし、蒸気発生容器３１内の水の加熱の効率を高くしている。

蒸気発生容器３１の左側には水位検出容器３３が立設しており、水位検出容器３３内にはフロートスイッチ（図示省略）が設けられている。水位検出容器３３の下部は蒸気発生容器３１の下部に接続されており、フロートスイッチは水位検出容器３３内の所定の水位を検出することで蒸気発生容器３１内の所定の水位を検出するものである。水位検出容器３３の下部には水道等の給水源から導出された給水管３３ａが接続されており、給水管３３ａには給水弁３３ｂが介装されている。給水弁３３ｂを開放すると、水道等の給水源の水は給水管３３ａから水位検出容器３３に送られ、水位検出容器３３を介して蒸気発生容器３１に送られる。

図４に示したように、蒸気発生容器３１の前上部の傾斜部３１ａには蒸気の導出口３１ｂが形成されており、導出口３１ｂには蒸気送出筒体３４が接続されている。蒸気送出筒体３４は蒸気発生容器３１の上部から調理庫１２に蒸気を送り出すものであり、斜め前上方から右方向に屈曲したエルボ形をした筒体である。また、蒸気発生容器３１の導出口３１ｂの下側には遮蔽板３５が設けられており、遮蔽板３５は蒸気発生容器３１内で沸き上がる湯が導出口３１ｂに流入するのを防ぐ機能を有している。遮蔽板３５は導出口３１ｂが形成された傾斜部３１ａの下側の少し離れた位置で傾斜部３１ａと同様に傾斜して配置されており、遮蔽板３５の右側縁と前下縁と蒸気発生容器３１の右側壁と前壁の間には蒸気の通路となる隙間３５ａが設けられている（蒸気発生容器３１の右側壁との間の隙間については図示省略している）。隙間３５ａは導出口３１ｂの直下に設けられてないので、蒸気発生容器３１内で沸き立つ湯は遮蔽板３５によって導出口３１ｂまで到達しないが、蒸気発生容器３１内で発生した蒸気は隙間３５ａを通って導出口３１ｂまで導かれる。蒸気発生容器３１の下部には排水管３６が設けられており、排水管３６には排水バルブ３７が介装されている。排水バルブ３７を開放すると、蒸気発生容器３１内の水は排水管３６を通って排水される。

蒸気発生装置３０は蒸気発生容器３１内の水を燃焼ガスによって加熱する燃焼装置４０を備えている。燃焼装置４０は、蒸気発生容器３１内に筒形の加熱器４１を備えている。加熱器４１は蒸気発生容器３１の下部にて前後に延びる水平部４１ａと、蒸気発生容器３１の後部にて水平部４１ａから上方に延びる鉛直部４１ｂとを備えている。水平部４１ａの前後方向の中間部及び鉛直部４１ｂの上下方向の中間部及び上部には複数の屈曲部４１ａ１，４１ｂ１，４１ｂ２が形成されており、これら屈曲部４１ａ１，４１ｂ１，４１ｂ２は加熱器４１を通過する燃焼ガスの熱膨張による歪みを抑えるとともに、加熱器４１の表面積を増やして熱交換を高める機能を有している。また、上側の屈曲部４１ｂ２は蒸気発生容器３１内にて所定の水位の水よりも高い位置に形成されており、屈曲部４１ｂ２は蒸気発生容器３１内で発生した蒸気を更に過熱蒸気となるように加熱する機能を有している。鉛直部４１ｂの上側には煙突部４１ｃが接続されており、加熱器４１を通過した燃焼ガスは煙突部４１ｃによってハウジング１１の上側に排出される。

加熱器４１の水平部４１ａ内にはバーナ４２が設けられており、バーナ４２により加熱器４１の内部に混合ガスを燃焼させた高温の燃焼ガスが発生する。バーナ４２には混合管４３が接続されており、混合管４３には給気管４４とガス供給管４６とが接続されている。給気管４４にはブロアファン４５が接続されており、ブロアファン４５は給気管４４を介して混合管４３に燃焼用空気を送るものである。なお、ブロアファン４５のブラケット４５ａには温度センサ１７が取り付けられており、機械室１３の温度は温度センサ１７によって検出されている。

ガス供給管４６には図示しない都市ガスの供給源またはプロパンガスの供給源が接続されている。ガス供給管４６にはガスバルブ４６ａが介装されており、ガスバルブ４６ａの開閉により燃料用ガスの供給及び供給の遮断がされる。ガス供給管４６には均圧弁４６ｂが介装されており、均圧弁４６ｂは圧力検出管４６ｃによって接続された給気管４４から供給される空気の供給圧力に応じて燃料用ガスの供給量を調整するものである。

筒形の加熱器４１内にはバーナ４２により発生させる燃焼ガスを加熱器４１の内周面に沿って通過させる燃焼ガスガイド４７が収容されている。燃焼ガスガイド４７はアルミナ等の熱伝導率の低く耐熱性の高いセラミック材よりなり、上下が開口した略円筒形をした上側部４７ａと、下部が下方に向かって細くなる円錐形をした円錐部４７ｃを有した略円筒形をした下側部４７ｂとからなり、上側部４７ａと下側部４７ｂは加熱器４１の鉛直部４１ｂに隙間を設けて挿通可能な径をしている。燃焼ガスガイド４７の上側部４７ａ及び
下側部４７ｂの円錐部４７ｃを除いた外周面には外側に突出する４つの突条４７ｄが軸線方向に延出して形成されており、これら突条４７ｄは周方向に均等間隔に配置されている。燃焼ガスガイド４７はこれら突条４７ｄによって加熱器４１の鉛直部４１ｂに同心的に配置され、加熱器４１の鉛直部４１ｂの内周面と燃焼ガスガイド４７の外周面との間には周方向に一定の幅の燃焼ガスの通路が形成されるようになる。下側部４７ｂの円錐部４７ｃには貫通孔４７ｅが形成されており、貫通孔４７ｅは燃焼ガスの一部を燃焼ガスガイド４７内に導入して燃焼ガスガイド４７の内部が外側と比べて負圧となるのを防ぐ機能を有している。

燃焼ガスガイド４７の上側部４７ａの上縁部には防音キャップ４８が設けられており、防音キャップ４８は加熱器４１の内周面と燃焼ガスガイド４７の外周面に沿って上昇した燃焼ガスが燃焼ガスガイド４７の内側に巻き込まれるのを防ぐ機能を有している。防音キャップ４８は下縁部が燃焼ガスガイド４７の上側部４７ａの上縁部に嵌合されており、防音キャップ４８の下縁部より上側の外周面４８ａは上方に向けて細くなるようにした円錐台形をしている。防音キャップ４８の水平方向の中央部には上下方向に延びる通気孔４８ｂが形成されており、通気孔４８ｂは燃焼ガスガイド４７の円錐部４７ｃから導入した燃焼ガスを防音キャップ４８の上側に送り出するためのものである。

機械室１３には加熱調理器１０の作動を制御する制御装置５０が設けられており、図５に示したように、制御装置５０は、対流ファン１５（特にファンモータ１５ｂ）、温度センサ１６、燃焼装置２０、蒸気発生装置３０に接続されている。制御装置５０はマイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続されたＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びタイマ（いずれも図示省略）を備えている。制御装置５０は、ＲＯＭに調理庫１２内の食材を加熱調理する調理プログラムを備えている。調理プログラムは、対流ファン１５と燃焼装置２０とを作動させて対流する熱風により食材を加熱調理するホットエアーモード調理プログラムと、対流ファン１５と蒸気発生装置３０を作動させて対流する蒸気により食材を加熱調理するスチームモード調理プログラムと、対流ファン１５と燃焼装置２０と蒸気発生装置３０を作動させて対流する蒸気を含んだ熱風により食材を加熱調理するコンビモード調理プログラムとの３種類のモードよりなる調理プログラムを備えている。

この加熱調理器１０でコンビモードの調理プログラムを実行させたときの作動について説明する。調理庫１２の加熱のために、燃焼装置２０を作動させるときには、先ずガスバルブ２２ａを開放させ、ブロアファン２１のファンモータを作動させる。ブロアファン２１の作動により燃焼用空気が送風管２１ａから混合管２３に導入されるとともに、均圧弁２２ｂにより送風管２１ａの燃焼用空気の供給圧力に応じて風量を調整された燃料ガスがガス供給管２２から混合管２３に導入される。燃焼用空気と燃料ガスの混合された混合ガスが混合管２３からバーナ２４に送られ、この混合ガスはバーナ２４によって燃焼して燃焼ガスとなる。燃焼ガスは加熱管２５を通ってハウジング１１外に排気される。このとき、調理庫１２内の加熱管２５の周囲の空気は加熱管２５内を通過する燃焼ガスと熱交換により加熱され、この加熱された空気は対流ファン１５のファン羽根１５ａの回転によって熱風となって調理庫１２内を対流する。

また、蒸気発生装置３０では、燃焼装置２０と同様に燃焼装置４０を作動させると、混合ガスが加熱器４１の水平部４１ａ内でバーナ４２によって燃焼されて高温の燃焼ガスとなり、燃焼ガスは加熱器４１の水平部４１ａから鉛直部４１ｂを上昇する。燃焼ガスは加熱器４１の鉛直部４１ｂの内周面と燃焼ガスガイド４７の外周面との間を通過し、加熱器４１の周囲の蒸気発生容器３１内の水を加熱する。鉛直部４１ｂを上昇した燃焼ガスは燃焼ガスガイド４７の上縁部に設けた防音キャップ４８により燃焼ガスガイド４７の内側に巻き込まれることなく、防音キャップ４８の円錐台形をした外周面４８ａに沿って上側に
上昇し、煙突部４１ｃを通ってハウジング１１の上側に排出される。また、加熱器４１の水平部４１ａから貫通孔４７ｅを通って燃焼ガスガイド４７の内側に導入された燃焼ガスは、燃焼ガスガイド４７の内部を上昇し、防音キャップ４８の通気孔４８ｂを通って煙突部４１ｃに導かれ、煙突部４１ｃからハウジング１１の上側に排出される。

蒸気発生容器３１内の水はこのように燃焼装置４０による燃焼ガスよって加熱されて蒸気となり、蒸気発生容器３１内の蒸気は蒸気送出筒体３４によって調理庫１２内に導かれる。調理庫１２内に導かれた蒸気は上述したよう燃焼装置２０と対流ファン１５とによる熱風とともに調理庫１２内を対流し、調理庫１２内の食材は蒸気を含んだ熱風によって加熱調理される。

上記のように構成した蒸気発生装置３０においては、燃焼ガスガイド４７の上縁部には加熱器４１の内周面に沿って上昇した燃焼ガスを燃焼ガスガイド４７の内側に巻き込むのを防ぐ防音キャップ４８を設けた。このようにしたことで、加熱器４１内にて燃焼ガスガイド４７の外側から上縁を通過する燃焼ガスが燃焼ガスガイド４７の上側で乱流となって生じる異音を防ぐことができた。また、防音キャップ４８は上方に向けて細くなるようにした円錐台形の外周面４８ａを有している。これにより、加熱器４１内にて燃焼ガスガイド４７の外側から上縁を通過するが防音キャップ４８の円錐台形の外周面４８ａによって上方に上昇しやすくなり、加熱器４１内にて燃焼ガスガイド４７の上縁を通過する燃焼ガスが乱流となって生じる異音を特に良好に防ぐことができた。

また、この蒸気発生装置３０では、燃焼ガスガイド４７の下部には燃焼ガスを導入して燃焼ガスガイド４７の内部が負圧になるのを防ぐ貫通孔４７ｅを形成するともに、防音キャップ４８には燃焼ガスガイド４７の内部に導入された燃焼ガスを上方に導く上下に延びる通気孔４８ｂを形成した。燃焼ガスガイド４７の内部が貫通孔４７ｅから導入される燃焼ガスによって負圧となるのを防ぐことができるとともに、燃焼ガスガイド４７の内部を通過する燃焼ガスを防音キャップ４８の通気孔４８ｂから上側に導くことができ、燃焼ガスガイド４７を通過した燃焼ガスが、燃焼ガスガイド４７の上側で加熱器４１と燃焼ガスガイド４７との間を通過した燃焼ガスと衝突しにくくなり、さらに異音を発生させにくくすることができた。

３０…蒸気発生装置、３１…蒸気発生容器、４１…加熱器、４７…燃焼ガスガイド、４７ｅ…貫通孔、４８…防音キャップ、４８ａ…円錐台形の外周面、４８ｂ…通気孔。

Claims (3)

1. 所定の水位の水を貯えて蒸気を発生させる蒸気発生容器と、
   前記蒸気発生容器内に設けられて内部に燃焼ガスを通過させるようにして周囲の水を加熱する筒形の加熱器と、
   前記加熱器内に設けられて燃焼ガスを前記加熱器の内周面に沿って通過させるようにした筒形の燃焼ガスガイドとを備えた蒸気発生装置であって、
   前記燃焼ガスガイドの上縁部には前記加熱器の内周面に沿って上昇した燃焼ガスを前記燃焼ガスガイドの内側に巻き込むのを防ぐ防音キャップを設けたことを特徴とする蒸気発生装置。
2. 請求項１に記載の蒸気発生装置において、
   前記防音キャップは上方に向けて細くなるようにした円錐台形の外周面を有したことを特徴とする蒸気発生装置。
3. 請求項１または２に記載の蒸気発生装置において、
   前記燃焼ガスガイドの下部には燃焼ガスを導入して前記燃焼ガスガイドの内部が負圧になるのを防ぐ貫通孔を形成するともに、
   前記防音キャップには前記燃焼ガスガイドの内部に導入された燃焼ガスを上方に導く上下に延びる通気孔を形成したことを特徴とする蒸気発生装置。

Images