JPH0898768A - 蒸気発生装置、その制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】蒸気発生効率を向上させることができるととも
に、食料品の取り出し時における蒸気圧力の減少を短時
間で回復することができる蒸気発生装置、その制御装置
および制御方法を提供する。 【構成】加熱室６は、貯留部８、蒸気発生部７、燃焼室
１３および加熱水管１５を備えている。そして、燃焼室
１３の側部は貯留部８で囲まれている。さらに蒸気発生
部７と燃焼室１３との間に、燃焼室１３内の燃焼バーナ
１６により直接加熱される加熱板１４を有している。こ
の加熱板１４は、貯留部８内の湯水表面９に近接して配
置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、食料品などを蒸すため
に用いる蒸気発生装置、その制御装置および制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】食料品を蒸す場合に例えば家庭では、次
のような蒸気発生装置が一般的に使用されている。この
蒸気発生装置は、水を張った釜を加熱し、その釜の上に
蒸籠を載せて食品を蒸すものである。

【０００３】しかし、このような蒸気発生装置を、大量
の食料品を蒸して販売するような業務上で使用する場合
には、蒸籠から食料品を頻繁に取り出すので蒸気圧力が
低下し、加熱効率が悪いという問題があった。

【０００４】そこで、熱効率を向上させた蒸気発生装置
として特公平６−１８５３６号公報に示されるものが知
られている。この従来の蒸気発生装置は、水を貯留した
缶体をこの缶体の真下のバーナで加熱するとともに、こ
のバーナの排気熱を缶体の下面から上面に向けて貫通す
る排気管内を通過させている。この排気熱の通過と缶体
の加熱とにより、缶体内の湯水を加熱し、加熱された湯
水が対流によって上表面に移動し、この上表面の湯水が
沸点に達して蒸発する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の装置
においては、対流の熱伝導によって缶体内の湯水の上表
面温度を沸点まで上昇させるものであり、加熱効率を充
分に改善出来ないという問題がある。

【０００６】さらに、このような装置の業務上の使用に
おいては、蒸された食料品を頻繁に取り出すので、この
食料品の取り出し時に減少する蒸気圧を回復して、短時
間に食料品を蒸し上げるのは困難であった。

【０００７】そこで本発明の目的は、蒸気発生効率を向
上させることができるとともに、食料品の取り出し時に
おける蒸気圧力の減少を短時間で回復することができる
蒸気発生装置、その制御装置およびその制御方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明の上記発生装置は、水供給源から供給された水
を収容し、この収容された水を燃焼バーナにより加熱し
て蒸気を発生する加熱室と、この加熱室で発生した蒸気
を導入して被加熱物を加熱する蒸気室とを備え、前記加
熱室は、湯水を貯留する貯留部と、この貯留部上に連続
する蒸気発生部と、前記貯留部および蒸気発生部から隔
離され、この蒸気発生部の下方に設けられる燃焼室と、
この燃焼室内に設けられ、前記貯留部内の湯水を分流し
て前記燃焼バーナにより加熱される加熱水管とを備え、
前記貯留部で前記燃焼室の側部を囲むとともに、前記蒸
気発生部と前記燃焼室との間に、前記燃焼室内の前記燃
焼バーナにより直接加熱され、前記貯留部内の湯水表面
に近接する加熱板を有することを特徴とする。

【０００９】また、前記水供給源と前記加熱室との間
に、前記水供給源から供給された水を貯留して前記加熱
室の貯留部に供給するタンク室を備えることが好まし
い。

【００１０】さらに、前記タンク室の湯水表面上の上部
空間と前記加熱室の蒸気発生部とを連通するとともに、
前記タンク室の湯水表面下のタンク貯留部と前記加熱室
の貯留部とを連通し、前記タンク室には、水位センサと
圧力センサとを備えることが好ましい。

【００１１】また、前記水位センサからの検出値により
前記貯留部における水位を前記加熱板の少なくとも一部
を覆うように制御する制御手段を有することが好まし
い。

【００１２】さらに、前記加熱室の蒸気発生部内が所定
の蒸気圧力を維持するように前記圧力センサからの検出
値により前記燃焼バーナの燃料供給量を制御する制御手
段を有することが好ましい。

【００１３】また、前記蒸気発生装置の制御装置であっ
て、前記水位センサにより前記貯留部の水位を監視し
て、この貯留部内の湯水が前記加熱板の少なくとも一部
を覆うように水位を制御し、前記圧力センサにより前記
加熱室内の蒸気圧を監視して、前記加熱室の蒸気発生部
内が所定の蒸気圧を維持するように前記燃焼バーナの燃
料供給量を制御する制御装置を設けることが好ましい。

【００１４】さらに、前記蒸気発生装置の制御方法であ
って、前記燃焼バーナにより前記加熱水管を加熱して前
記貯留部内の湯水を昇温させ、前記貯留部内の湯水の表
面水を前記加熱板で直接加熱して蒸気の発生を促進し、
前記水位センサにより前記貯留部の水位を監視して、こ
の貯留部内の湯水が前記加熱板の少なくとも一部を覆う
ように水位を制御し、前記圧力センサにより前記加熱室
内の蒸気圧を監視して、前記加熱室の蒸気発生部内が所
定の蒸気圧を維持するように前記燃焼バーナの燃料供給
量を制御することを特徴とする。

【００１５】

【作用】加熱水管が燃焼バーナの燃焼により加熱されて
その内部を通る水が昇温し、これにより貯留部内の水は
対流による伝熱により昇温し、その湯水表面は沸騰面と
なり蒸気を発生する。燃焼バーナの燃焼熱はさらに燃焼
室上部に設けられた加熱板を加熱する。そして、加熱板
は貯留部内の湯水表面に近接して設けられているので、
貯留部内の沸騰した飛沫はこの加熱板にかかり、さらに
熱量を与えられて蒸発が促進される。このため、水の対
流伝熱に依存する従来の蒸気発生装置に比較して蒸気発
生効率が飛躍的に向上する。

【００１６】また、タンク室には圧力センサが備えられ
ており、この検出圧力が設定圧力になるようにバーナへ
の燃料供給量を比例電磁弁にて制御して、常に一定の圧
力に維持すると共に、蒸気圧力の減少に伴い、バーナへ
の燃料供給量を増大させて、圧力減少による影響をごく
短時間のうちに回復させることができる。

【００１７】そして、水位センナにて水位を検出し、加
熱室内の水の量が一定になるように制御することによっ
て、加熱板により安定して蒸気を発生することができ、
その蒸気発生効率を安定して維持することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜４を参照し
ながら説明する。図１は蒸気発生装置の正面図、図２は
同側面図である。蒸気発生装置１は、水を加熱して蒸気
１２を発生させる加熱室６と、加熱室６内の蒸気圧と水
位とを検出し、加熱室６内への水を補給するためのタン
ク室２６と、加熱室６で発生した蒸気１２を導入して載
置板３上の食料品などの被加熱物４を蒸気１２によって
蒸し上げて加熱する蒸気室２とから構成されている。

【００１９】前記加熱室６は、湯水を貯留する貯留部８
と、この貯留部８上に連続する蒸気発生部７と、貯留部
８および蒸気発生部７から隔離され、この蒸気発生部７
の下方に設けられる燃焼室１３とを備えている。

【００２０】燃焼室１３には、燃料ガスを燃焼させるた
めのバーナ１６が設けられている。バーナ１６の近傍に
はバーナ１６を点火させるためのイグナイタ１７と、バ
ーナ１６の燃焼を確認するためのフレームロッド１８が
設けられている。そして、燃焼室１３の上部には排気口
３７が設けられている。

【００２１】バーナ１６と燃料供給源２３との間には、
バーナ１６に燃料を供給するための燃料元弁２１と、バ
ーナ１６への燃料供給量を可変するための燃料比例弁１
９とが設けられている。燃料元弁２１は燃料元電磁弁２
２を有している。また燃料比例弁１９は燃料比例電磁弁
２０を備えている。

【００２２】燃焼室１３の側周囲は、燃焼室１３の熱に
よって沸騰１０させるための水を貯留する貯留部８で囲
まれている。さらに燃焼室１３の側周囲の上部には燃焼
室１３の内外に貫通する排気口３７が設けられている。

【００２３】また燃焼室１３内には貯留部８の水を加熱
するための加熱水管１５が設けられており、この加熱水
管１５はバーナ１６の燃焼による熱を受けることによ
り、急速に内部の水が加熱される。

【００２４】燃焼室１３と蒸気発生部７との間にはバー
ナ１６の燃焼により直接加熱される加熱板１４が設けら
れている。この加熱板１４は、本実施例では矩形の平板
状をなし、ほぼ水平に配設されている。そして、後述す
るように、貯留部８内の水位は加熱板１４に近接するよ
うに、即ち加熱板１４すれすれまたは加熱板１４を若干
覆うように制御されている。

【００２５】前記蒸気発生部７は、貯留部８上に貯留部
８と連続し、貯留部８の横断面積より大きい横断面積を
有している。そして、蒸気発生部７の上面と蒸気室２と
の間は蒸気供給管５で連結されている。この蒸気供給管
５により蒸気発生部７で発生した蒸気１２が蒸気室２に
送られる。

【００２６】加熱室６の貯留部８は、水連絡管２４を介
してタンク室２６のタンク貯留部２７の水面下の底部近
傍に連通されている。また加熱室６の蒸気発生部７は、
蒸気連絡管２５を介してタンク室２６の水面９上の上部
空間２８に連通されている。

【００２７】水連絡管２４は、タンク室２６内の水を貯
留部８に補給するために設けられている。そして、この
水連絡管２４は、タンク室２６に送られた水により貯留
部８の湯水温度が低下するのを緩和する機能を有してい
る。

【００２８】蒸気連絡管２５は、蒸気発生部７内の蒸気
圧をタンク室２６に設けられた圧力センサ２９にて検出
するために設けられている。

【００２９】タンク室２６と水供給源３６との間には上
水管３５を介して給水電磁弁３４を有する給水弁３３と
縁切り装置３２とが接続されている。給水弁３３が開閉
することにより、上水管３５からタンク室２６内に上水
が供給される。縁切り装置３２は、タンク室２６内の下
水が圧力により逆流して上水に流れ込むのを防止するた
めのものである。

【００３０】水位センサ３０は、タンク室２６内に設け
られている。このようにタンク室２６内の水位センサ３
０で水位を検出しているため、タンク室２６と水連絡管
２４を介して連結されている貯留部８内の湯水が沸騰１
０してその表面が波うっている場合でも正確に水位を検
出することができる。

【００３１】圧力センサ２９は、タンク室２６内で蒸気
発生部７の蒸気圧力を間接的に検出しているため、蒸気
発生部７内の熱的な影響を受けることが少ないので、熱
による圧力センサ２９の故障を防止することができる。

【００３２】図３は本発明に係る蒸気発生装置を制御す
るための制御手段としてのマイクロコンピュータを中心
とした入力手段および制御対象の接続状態を示すブロッ
ク図である。図４は本発明に係る制御動作を示すフロー
チャートである。

【００３３】制御部４０は、制御を行う中央処理装置で
あるＣＰＵ４１と、ＣＰＵ４１に接続されている記憶部
とを備えている。記憶部は、各センサなどの検出値を一
時記憶するためのＲＡＭ４３と、ＣＰＵ４１の動作プロ
グラムを格納したＲＯＭ４４などから構成されている。

【００３４】さらに、制御部４０は、圧力センサ２９か
らの検出値をＣＰＵ４１に取り込むためのＡ／Ｄ変換器
４５と、圧力センサ２９から検出する検出値と比較する
ための所定の圧力値を外部から設定するための圧力設定
器４７の設定値をＣＰＵ４１に取り込むためのＡ／Ｄ変
換器４６とを備えている。

【００３５】ＣＰＵ４１には、各センサからの信号を信
号をＣＰＵ４１に取り込み、ＣＰＵ４１からの指令によ
り制御対象を駆動させる駆動回路との橋渡しをするＩ／
Ｏ部４２が設けられている。

【００３６】Ｉ／Ｏ部４２には、炎検出回路４８、水位
検出回路４９、燃料元弁駆動回路５０、燃料比例弁駆動
回路５１、イグナイタ駆動回路５２、給水弁駆動回路５
３および起動回路５４が接続されている。

【００３７】そして、炎検出回路４８にはフレームロッ
ド１８が接続されている。また水位検出回路４９には水
位センサ３０が接続されている。さらに燃料元弁駆動回
路５０には燃料元電磁弁２２が接続されている。そし
て、燃料比例弁駆動回路５１には燃料比例電磁弁２０が
接続されている。またイグナイタ駆動回路５２にはイグ
ナイタ１７が接続されている。さらに給水弁駆動回路５
３には給水電磁弁３４が接続されている。また起動回路
５４には運転スイッチ５５が接続されている。

【００３８】次に、本発明に係る蒸気発生装置の動作を
詳細に説明する。先ず、運転スイッチ５５を起動して運
転状態に移行する。次に、ＣＰＵ４１は水位センサ３０
により貯留部８の水位が加熱板１４を覆う程度に保たれ
ているかどうかを確認する（ステップ１）。そして、所
定の水位がなければステップ２に移行し、所定の水位が
あればステップ３に移行する。

【００３９】水位が不足している場合には、給水電磁弁
３４を駆動して給水弁３３を開き、上水が縁切り装置３
２、給水管３１を経て、タンク室２６に給水される。タ
ンク室２６に給水された水は水連絡管２４から流れ込ん
でタンク室２６内の水位の上昇とともに貯留部８の水位
も上昇していく。水位センサ３０からの信号により所定
の水位が得られたことをＣＰＵ４１が確認したら、給水
電磁弁３４への信号を停止して給水弁３３を閉じて上水
の補給を停止する（ステップ２）。

【００４０】次に、イグナイタ駆動回路５２を駆動させ
てイグナイタ１７よりバーナ１６に放電を開始し、燃料
元弁駆動回路５０を駆動して燃料元弁２１を開かせる。
そして、燃料比例弁駆動回路５１を駆動して燃料比例弁
１９を所定の開度に開き、バーナ１６に燃料を供給す
る。このバーナ１６から噴出する燃料は、イグナイタ１
７の放電により着火し、燃焼が開始される。燃焼の開始
はフレームロッド１８より検出し、着火が確認されたら
イグナイタ１７の放電を停止させる。

【００４１】そして着火が確認されたら、燃料比例電磁
弁２０を駆動させて燃料比例弁１９を最大開度に開か
せ、バーナ１６に最大の燃料を供給して貯留部８の水を
加熱する。貯留部８の水は燃焼室１３内に設けられた加
熱水管１５により直接加熱されて、昇温した水は貯留部
８内の湯水の表面に上昇していく。また、燃焼室１３の
上部に設けられた加熱板１４もバーナ１６により直接加
熱される。

【００４２】前記貯留部８の水位は加熱板１４を覆う程
度に維持されており、加熱水管１５により加熱された湯
水は貯留部８内の湯水の表面に沸騰温度の湯水、即ち沸
騰水として集まり、加熱板１４によりさらに加熱され
る。

【００４３】加熱水管１５により加熱されて昇温する湯
水は対流伝熱であるため昇温に時間がかかるが、湯水表
面の沸騰水を加熱板１４によりさらに加熱して熱量を与
えることにより、加熱板１４上の湯水は瞬時に蒸発す
る。これは、例えば熱く熱したフライパンに水をかける
と瞬時に蒸発するのと同様である。

【００４４】貯留室の水位は、蒸発により加熱板１４の
表面上より時間の経過とともに低下していく。この状態
では貯留室内の湯水が盛んに沸騰１０して泡立ち、飛沫
１１を盛んにあげているため、この飛沫１１がさらに加
熱板１４上に飛来し、蒸発力がさらに増大する。

【００４５】しかし、飛沫１１の飛ぶ範囲は限られてい
るので、貯留部８内の水位がある程度低下、即ち飛沫１
１が加熱板１４上に付着しない程度に低下したことを水
位センサ３０により検出したら、再び給水弁３３を開い
て加熱板１４を覆う程度に上水を補給する。このように
して発生した蒸気１２は、蒸気供給管５を通って蒸気室
２に送られ、蒸気室２内に載置されている食料品などの
被加熱物を蒸す。

【００４６】圧力センサ２９からの信号を検出して、蒸
気発生部７内に所定の蒸気圧があるかどうかを確認する
（ステップ３）。所定の蒸気圧であればステップ１に移
行して前述した制御を繰り返す。所定の蒸気圧でなけれ
ば、ステップ４に移行する。そして、蒸気圧が上昇して
いくと圧力センサ２９より上昇具合を検出し、燃料比例
弁１９の開度を微調整して所定の蒸気圧が維持されるよ
うに燃料供給量を制御する。やがて、食料品が蒸され、
蒸気室２より食料品を取り出すためにドアが開かれる。
このドアが開かれることにより、蒸気室２内から外部に
大量の蒸気１２が流出してしまい、蒸気発生部７の蒸気
圧が急速に低下する。

【００４７】圧力センサ２９からの信号が所定圧力より
高いか低いかを判別し、蒸気圧力の低下を圧力センサ２
９により検出するとＣＰＵ４１は燃料比例弁駆動回路５
１を駆動させて燃料比例弁１９を開かせて、燃焼量を増
大させて、所定の圧力になるように燃料供給量を増加さ
せていく（ステップ４）。このため、蒸気室２の開放時
に予め加熱室６内の蒸気発生能力を高めておく。

【００４８】蒸気室２を閉じると、加熱室６の蒸気発生
能力が高められていることから蒸気発生部７内の蒸気１
２は急速に上昇して蒸気室２に蒸気１２が送られて、食
料品を蒸す能力を維持する。そして、圧力センサ２９か
らの検出値が所定圧力に達すれば、この蒸気圧力を維持
するように燃料比例弁１９の開度を調整して、蒸気発生
力を維持する。

【００４９】また、蒸気圧力が高ければ燃料比例電磁弁
２０を閉じる方向に駆動して、燃料比例弁１９からバー
ナ１６に供給される燃料供給量を減少させて、圧力セン
サ２９より所定の圧力が検出されるまで燃料供給量を調
整する（ステップ４）。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く本発明の蒸
気発生装置、その制御装置およびその制御方法では、水
供給源から供給された水を収容し、この収容された水を
燃焼バーナにより加熱して蒸気を発生する加熱室、この
加熱室で発生した蒸気を導入して被加熱物を加熱する蒸
気室とを備える蒸気発生装置において、前記加熱室は、
湯水を貯留する貯留部と、この貯留部上に連続する蒸気
発生部と、前記貯留部および蒸気発生部から隔離され、
この蒸気発生部の下方に設けられる燃焼室と、この燃焼
室内に設けられ、前記貯留部内の湯水を分流して前記燃
焼バーナにより加熱される加熱水管とを備え、前記貯留
部で前記燃焼室の側部を囲むとともに、前記蒸気発生部
と前記燃焼室との間に、前記燃焼室内の燃焼バーナによ
り直接加熱され、貯留部内の湯水表面近接する加熱板を
有しているので、内部に湯水を通した加熱水管を直接加
熱して沸騰させると共に、その沸騰温度に達した水にさ
らに熱量を与えて蒸気発生効率を飛躍的に向上させるこ
とができるとともに、食料品の取り出し時における蒸気
圧力の減少を短時間で回復することができる。

【００５１】また、請求項５〜７の蒸気発生装置、その
制御装置および制御方法によれば、食品の取り出し時に
おける蒸気圧力の低下に伴い、燃焼量を増大させて、そ
の蒸気圧力を早期に回復させて、効率よく食料品などを
蒸すことができる。

【００５２】蒸気圧力の検出によって燃焼量を制御する
ことによって、食料品などを蒸すための蒸気圧力を一定
に維持することができ、食料品を均一に蒸し上げること
ができる。

【００５３】沸騰温度に達した水に熱量を与えるため
に、常に水位を監視して、蒸気発生のための水位を維持
制御することにより、加熱板により安定して蒸気を発生
させて、蒸気発生能力を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蒸気発生装置の正面図である。

【図２】同側面図である。

【図３】本発明に係る蒸気発生装置の制御ブロック図で
ある。

【図４】本発明に係る制御動作を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

２ 蒸気室 ４ 被加熱物 ６ 加熱室 ７ 蒸気発生部 ８ 貯留部 ９ 湯水表面 １３ 燃焼室 １４ 加熱板 １５ 加熱水管 １６ 燃焼バーナ ２６ タンク室 ２７ タンク貯留部 ２８ 上部空間 ２９ 圧力センサ ３０ 水位センサ ３６ 水供給源

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水供給源から供給された水を収容し、こ
   の収容された水を燃焼バーナにより加熱して蒸気を発生
   する加熱室と、この加熱室で発生した蒸気を導入して被
   加熱物を加熱する蒸気室とを備え、 前記加熱室は、湯水を貯留する貯留部と、この貯留部上
   に連続する蒸気発生部と、前記貯留部および蒸気発生部
   から隔離され、この蒸気発生部の下方に設けられる燃焼
   室と、この燃焼室内に設けられ、前記貯留部内の湯水を
   分流して前記燃焼バーナにより加熱される加熱水管とを
   備え、 前記貯留部で前記燃焼室の側部を囲むとともに、前記蒸
   気発生部と前記燃焼室との間に、前記燃焼室内の前記燃
   焼バーナにより直接加熱され、前記貯留部内の湯水表面
   に近接する加熱板を有することを特徴とする蒸気発生装
   置。
2. 【請求項２】 前記水供給源と前記加熱室との間に、前
   記水供給源から供給された水を貯留して前記加熱室の貯
   留部に供給するタンク室を備えることを特徴とする請求
   項１記載の蒸気発生装置。
3. 【請求項３】 前記タンク室の湯水表面上の上部空間と
   前記加熱室の蒸気発生部とを連通するとともに、前記タ
   ンク室の湯水表面下のタンク貯留部と前記加熱室の貯留
   部とを連通し、前記タンク室には、水位センサと圧力セ
   ンサとを備えることを特徴とする請求項２記載の蒸気発
   生装置。
4. 【請求項４】 前記水位センサからの検出値により前記
   貯留部における水位を前記加熱板の少なくとも一部を覆
   うように制御する制御手段を有することを特徴とする請
   求項３記載の蒸気発生装置。
5. 【請求項５】 前記加熱室の蒸気発生部内が所定の蒸気
   圧力を維持するように前記圧力センサからの検出値によ
   り前記燃焼バーナの燃料供給量を制御する制御手段を有
   することを特徴とする請求項３または４の何れかに記載
   の蒸気発生装置。
6. 【請求項６】 前記水位センサにより前記貯留部の水位
   を監視して、この貯留部内の湯水が前記加熱板の少なく
   とも一部を覆うように水位を制御し、 前記圧力センサにより前記加熱室内の蒸気圧を監視し
   て、前記加熱室の蒸気発生部内が所定の蒸気圧を維持す
   るように前記燃焼バーナの燃料供給量を制御する制御装
   置を設けたことを特徴とする請求項３に記載の蒸気発生
   装置の制御装置。
7. 【請求項７】 前記燃焼バーナにより前記加熱水管を加
   熱して前記貯留部内の湯水を昇温させ、 前記貯留部内
   の湯水の表面水を前記加熱板で直接加熱して蒸気の発生
   を促進し、 前記水位センサにより前記貯留部の水位を監視して、こ
   の貯留部内の湯水が前記加熱板の少なくとも一部を覆う
   ように水位を制御し、 前記圧力センサにより前記加熱室内の蒸気圧を監視し
   て、前記加熱室の蒸気発生部内が所定の蒸気圧を維持す
   るように前記燃焼バーナの燃料供給量を制御することを
   特徴とする請求項３に記載の蒸気発生装置の制御方法。