(57)【要約】  過熱水蒸気発生ユニットは、水蒸気または霧状の水を発生する発生部と該発生部から発せられた前記水蒸気または霧状の水を加熱する加熱部とを備えており、該加熱部が、内側に前記水蒸気または霧状の水の流路となる空間を有する管状のセラミック体と該セラミック体に埋設された発熱抵抗体とを具備している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水蒸気または霧状の水を発生する発生部と該発生部から発せられた前記水蒸気または霧状の水を加熱する加熱部とを備えており、該加熱部が、内側に前記水蒸気または霧状の水の流路となる空間を有する管状のセラミック体と該セラミック体に埋設された発熱抵抗体とを具備している過熱水蒸気発生ユニット。
【請求項２】
前記流路の壁面に溝が設けられている請求項１に記載の過熱水蒸気発生ユニット。
【請求項３】
前記溝が前記セラミック体の一方から他方に向かって螺旋状に設けられている請求項２に記載の過熱水蒸気発生ユニット。
【請求項４】
前記セラミック体の内側の前記空間が複数の前記流路に区分けされている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の過熱水蒸気発生ユニット。
【請求項５】
複数の前記流路のそれぞれが前記セラミック体の一方から他方に向かって螺旋状に伸びている請求項４のいずれかに記載の過熱水蒸気発生ユニット。
【請求項６】
前記流路に、前記流路の壁面に沿って伸びる螺旋状の部材が挿入されている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の過熱水蒸気発生ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、調理器または乾燥機等に用いられる過熱水蒸気発生ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過熱水蒸気発生ユニットとして、例えば特開２０１３−１７４３８７号公報（以下、特許文献１という）に開示された温風器が知られている。特許文献１に開示された温風器は、ハウジングと蒸気発生手段と第１ヒータとを備えている。温風器は、ハウジングの内部に収容された水を蒸気発生手段で蒸気にした後に、この蒸気を第１ヒータで加熱することによって加熱水蒸気を発生させている。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の過熱水蒸気発生ユニットは、水蒸気または霧状の水を発生する発生部と該発生部から発せられた前記水蒸気または霧状の水を加熱する加熱部とを備えており、該加熱部が、内側に前記水蒸気または霧状の水の流路となる空間を有する管状のセラミック体と該セラミック体に埋設された発熱抵抗体とを具備している。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本開示の過熱水蒸気発生ユニットを示す模式図である。
【図２】過熱水蒸気発生ユニットの一例を示す縦断面図である。
【図３】過熱水蒸気発生ユニットの一例を示す縦断面図である。
【図４】過熱水蒸気発生ユニットの一例を示す縦断面図である。
【図５】過熱水蒸気発生ユニットのうち加熱部の一例を示す模式図である。
【図６】過熱水蒸気発生ユニットのうち加熱部の一例を示す斜視図である。
【図７】過熱水蒸気発生ユニットのうち加熱部の一例を示す斜視図である。
【図８】過熱水蒸気発生ユニットのうち加熱部の一例を示す斜視図である。
【図９】過熱水蒸気発生ユニットのうち加熱部の一例を示す斜視図である。
【図１０】過熱水蒸気発生ユニットのうち加熱部の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
過熱水蒸気発生ユニット１０の一例について詳細に説明する。
【０００６】
図１は、本例の過熱水蒸気発生ユニット１０を示す模式図である。図１に示すように、過熱水蒸気発生ユニット１０は、水蒸気または霧状の水を発生する発生部１と、発生部１から発せられた水蒸気または霧状の水を加熱する加熱部２とを備えている。加熱部２は、管状のセラミック体３とセラミック体３に埋設された発熱抵抗体４とを有している。言い換えると、加熱部２は管状のセラミックヒータ１１である。
【０００７】
過熱水蒸気発生ユニット１０は、さらに、水を入れるための容器５を有している。図１においては、容器５の内部に発生部１が設けられている。また、容器５の内部には、発生部１を覆う程度の量の水が設けられている。容器５には、例えば、パイプ等（図示せず）を介して外部から水を流入させることができる。
【０００８】
発生部１は、蒸気等を発生させるための部材である。発生部１は、水蒸気を発生させるものであってもよいし、霧状の水を発生させるものであってもよい。
【０００９】
発生部１が水蒸気を発生させる場合としては、例えば、図２に示す場合が挙げられる。図２に示す過熱水蒸気発生ユニット１０においては、発生部１がヒータ１１を有している。ヒータ１１としては、例えば、セラミックヒータを用いてもよいし、シースヒータを用いてもよい。セラミックヒータは、例えば、アルミナから成る基体の内部にモリブデン、レニウムまたはタングステン等の発熱抵抗体４が埋設されているものを用いることができる。シースヒータとしては、例えば、ステンレス製の筒の内部にニクロム線等からなる発熱抵抗体４が設けられているものを用いることができる。ヒータ１１の発熱温度は、例えば、２００〜３５０℃に設定できる。
【００１０】
発生部１が霧状の水を発生させる場合としては、例えば、図３、４に示す場合が挙げられる。図３に示す過熱水蒸気発生ユニット１０においては、発生部１が、圧電セラミックスの振動子１２を有している。容器５の内部には水が設けられており、この容器５の底に振動子１２が設置されている。振動子１２に高周波の交流電流を加えると、超音波の振動エネルギーが発生する。この振動エネルギーが水面に伝わると、図３に示すように、水面の一部が隆起する。そして、水面のうち隆起した部分から微細な霧状の水が発生する。
【００１１】
図４に示す過熱水蒸気発生ユニット１０においては、発生部１が、円盤状の金属板１３とリング状の圧電セラミックス１４と多孔質の樹脂棒１５とを備えている。金属板１３は、中央部が上向きに凸になるような湾曲形状であり、外周部は平坦な形状である。金属板１３の中央部には、直径５μｍ程度の細孔１６が多数設けられている。圧電セラミックス１４は、金属板１３の外周に沿って接合されている。多孔質の樹脂棒１５は、下端を含む一定の領域が水中に位置しているとともに、上端が金属板１３の中央部の下面に接触している。毛細管現象によって樹脂棒１５を伝わった水は金属板１３の下面に到達する。ここで圧電セラミックス１４に対して交流電圧を加えると、金属板１３に屈曲運動が生じる。この屈曲運動によって、金属板１３の下面に位置する水が、金属板１３の細孔１６を通過して、霧状になって上方向に噴出される。
【００１２】
図１に戻って、加熱部２は、発生部１から生じた蒸気等を加熱するための部材である。加熱部２はセラミックヒータから成る。加熱部２は、セラミック体３およびセラミック体３に埋設された発熱抵抗体４から成る。セラミック体３は、内側に水蒸気または霧状の水の流路３０となる空間を有する管状の部材である。
【００１３】
セラミック体３は、絶縁性のセラミック材料から成る。絶縁性のセラミック材料としては、例えばアルミナ、窒化珪素または窒化アルミニウムが挙げられる。発熱抵抗体４は、電流が流れることによって発熱する抵抗体である。発熱抵抗体４はセラミック体３の内部に設けられている。すなわち、発熱抵抗体４はセラミック体３に埋設されている。より具体的には、図５に示すように、発熱抵抗体４は複数の折返し形状を有している。発熱抵抗体４は、セラミック体３の広範囲に設けられており、水の流路３０となる空間を囲んでいる。
【００１４】
発熱抵抗体４は、例えば、金属材料から成る。金属材料としては、例えばタングステン、モリブデンまたはレニウム等が挙げられる。発熱抵抗体４は、外部の電源（図示せず）に電気的に接続されている。
【００１５】
セラミック体３は、内側に蒸気等の流路３０となる空間を有する管状の部材である。管状としては、例えば、いわゆる筒状のものであってもよいし、また、内部に複数の並行する流路３０を有するものであってもよい。加熱部２の発熱抵抗体４の発熱温度は、例えば、１５０〜３００℃に設定できる。
【００１６】
本例の過熱水蒸気発生ユニット１０においては、水蒸気または霧状の水を発生する発生部１と発生部１から発せられた水蒸気または霧状の水を加熱する加熱部２とを備えており、加熱部２が、内側に水蒸気または霧状の水の流路３０となる空間を有する管状のセラミック体３とセラミック体３に埋設された発熱抵抗体４とを具備している。これにより、蒸気等の加熱を良好に行なうことができるので、過熱水蒸気の温度のばらつきを低減できる。具体的には、セラミック体３に埋設された発熱抵抗体４が発熱することによって、管状のセラミック体３が加熱される。この加熱された管状のセラミック体３の内側を蒸気等が通ることによって、蒸気を満遍なく加熱することができる。
【００１７】
さらに、例えば、図６に示すように流路３０の壁面に溝３１が設けられていてもよい。これにより、流路３０の壁面の表面積を増やすことができるので、流路３０の壁面から蒸気等に熱を伝えやすくできる。
【００１８】
さらに、例えば、図７に示すように、溝３１がセラミック体３の一方から他方に向かって螺旋状に設けられていてもよい。これにより、蒸気等の流れの一部を螺旋状の流れにすることができる。これにより、蒸気等がセラミック体３に加熱される時間を長くすることができるので、蒸気等をさらに加熱することができる。
【００１９】
さらに、例えば、図８に示すように、セラミック体３の内側の空間が複数の流路３０に区分けされていてもよい。これにより、空間の体積に対する流路３０の壁面の表面積の割合を高めることができるので、蒸気等をさらに加熱しやすくできる。特に、セラミック体３のうち隣り合う流路３０と流路３０との間の部分に発熱抵抗体４が埋設されていてもよい。これにより、蒸気等をさらに加熱しやすくできる。また、図８に示すように、流路３０が点対称に区分けされていることによって、ヒートサイクル下における熱応力の偏りを低減できる。
【００２０】
さらに、例えば、図９に示すように、複数の流路３０のそれぞれがセラミック体３の一方から他方に向かって螺旋状に伸びていてもよい。これにより、蒸気等が接触する流路３０の表面積が増大するので、蒸気等をさらに加熱しやすくできる。なお、複数の流路３０が螺旋状に伸びた構成は、例えば、押し出し成型を用いることによって製造することができる。
【００２１】
さらに、例えば、図１０に示すように、流路３０に、流路３０の壁面に沿って伸びる螺旋状の部材６が挿入されていてもよい。これにより、流路３０を流れる蒸気等が螺旋状の部材６に沿って流れやすくなるので、蒸気等がセラミック体３に加熱される時間を長くすることができる。螺旋状の部材６としては、例えば、ステンレスを用いることができる。特に、セラミック体３よりも弾性率が小さい材料からなっていてもよい。これにより、ヒートサイクル下において螺旋状の部材６が変形することによって、螺旋状の部材６とセラミック体３との間の熱応力を低減できる。
【符号の説明】
【００２２】
１：発生部
１１：ヒータ
１２：振動子
１３：金属板
１４：圧電セラミックス
１５：樹脂棒
１６：細孔
２：加熱部
３：セラミック体
３０：流路
３１：溝
４：発熱抵抗体
５：容器
６：螺旋状の部材
１０：過熱水蒸気発生ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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