(57)【要約】【課題】蓄熱槽の熱を有効に利用することができる加熱調理装置を提供する。また、負荷側へ供給する蒸気温度の安定性を確保すると共に、負荷側への蒸気供給の応答性を確保することができる加熱調理装置を提供する。【解決手段】熱交換器１３からの飽和蒸気を電気ヒータ５６により加熱して過熱蒸気に変化可能とした。このため、調理室１４へ供給する蒸気を飽和蒸気と過熱蒸気との間で切り替えることができる。調理室１４へ飽和蒸気を供給するときには、電気ヒータ５６をオフし、調理室１４へ過熱蒸気を供給するときには、電気ヒータ５６をオンする。また、電気ヒータ５６による加熱加減を制御することにより、調理室１４へ供給される過熱蒸気温度を安定させることができる。さらに、電気ヒータ５６により熱交換器１３内の１５０度程度の飽和蒸気を任意の温度に調節することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱槽内に熱媒体を供給することにより生成した過熱蒸気を飽和蒸気に変化させる飽和蒸気発生器を備え、この飽和蒸気発生器により生成された飽和蒸気を利用して調理室内の食材を加熱調理するようにした加熱調理装置において、
前記飽和蒸気発生器と調理室との間には飽和蒸気発生器により生成された飽和蒸気を加熱することにより過熱蒸気を生成可能とした加熱源を設けるようにした加熱調理装置。
【請求項２】
前記加熱源による加熱温度を調節制御可能とし、前記調理室で必要とされる蒸気温度に基づいて前記加熱源の加熱温度を調節制御する制御装置を備えるようにした請求項１に記載の加熱調理装置。
【請求項３】
前記蓄熱槽に供給する熱媒体が貯留された熱媒体タンクを備え、前記飽和蒸気発生器内の圧力が所定値に達したときには当該飽和蒸気発生器内の飽和蒸気を前記熱媒体タンク内に戻すように構成した請求項１又は請求項２に記載の加熱調理装置。
【請求項４】
前記蓄熱槽により生成した過熱蒸気を飽和蒸気発生器内に貯留された熱媒体の中に直接導入するように構成した請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の加熱調理装置。
【請求項５】
前記飽和蒸気発生器内に貯留された熱媒体には伝熱管を浸漬し、前記蓄熱槽により生成した過熱蒸気を前記伝熱管内に流通させて当該伝熱管内の過熱蒸気と飽和蒸気発生器内の熱媒体との間で熱交換を行うように構成した請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の加熱調理装置。
【請求項６】
前記飽和蒸気発生器内に貯留された熱媒体には電気ヒータを浸漬し、この電気ヒータをオン／オフ制御することにより飽和蒸気発生器内の圧力を所定値に制御可能とした請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の加熱調理装置。
【請求項７】
前記飽和蒸気発生器と調理室との間には、飽和蒸気発生器により生成された飽和蒸気に含まれる異物を除去する固液分離装置を設けるようにした請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の加熱調理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱槽を備えた加熱調理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の加熱調理装置としては特許文献１，２に記載されたような構成が知られている。即ち、特許文献１に記載された加熱調理装置は、ヒータへの通電により蓄熱材を加熱することにより蓄熱槽に所定量の熱量を蓄えておき、この蓄熱材に蓄えられた熱を利用して水を過熱水蒸気に変える。そして、ポンプによる蓄熱槽の伝熱管への水の供給量を調節することにより伝熱管を通過した後の蒸気配管内の過熱水蒸気の温度を調節すると共に、蒸気配管上の蒸気流量調節弁の開度を調節して加熱室（負荷）への過熱蒸気の供給量を調節する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、特許文献２に記載された加熱調理装置は、飽和水蒸気を生成する水蒸気発生装置と、この水蒸気発生装置により生成された飽和水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する過熱水蒸気発生装置と、この過熱水蒸気発生装置により生成された過熱水蒸気を食材に当てる蒸気オーブンとを備えている。水蒸気発生装置は蓄熱槽を備えており、この蓄熱槽の内部には蒸気発生タンクが蓄熱材で包囲された状態で内装されている。蓄熱材の中には電気ヒータが配設されており、この電気ヒータに通電することにより蓄熱材に熱が蓄えられる。過熱水蒸気発生装置は電磁誘導によるヒータ及びニクロム線によるヒータを備えている。そして、蓄熱材を所定温度に加熱した状態で蒸気発生タンクに水を供給すると、この水は即座に蒸発して飽和水蒸気が生成される。この飽和水蒸気は過熱水蒸気発生装置へ供給され、電磁誘導によるヒータ及びニクロム線によるヒータのうち少なくとも一方により加熱されることにより過熱水蒸気となる。そして、この過熱水蒸気が蒸気オーブン（負荷）に供給されて、食材に当てられる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２８６２２８号公報
【特許文献２】
特開２０００−４１８５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に記載された加熱調理装置においては、次のような問題があった。即ち、蓄熱後の運転において、焼き魚等の高温の過熱水蒸気のみを必要とした調理を行う場合、蓄熱温度の高温領域しか使用できなかった。例えば焼き魚等の調理には過熱蒸気の温度を３５０〜４００度程度とする必要があり、３００度を下回ると調理が困難となる。このため、例えば蒸し料理等の低温調理が困難であり、全ての食材を調理できないおそれがあった。また、蓄熱槽の蓄熱温度の変動が過熱水蒸気温度に大きな影響を及ぼすため、加熱室の温度を安定させる制御が困難であるという問題もあった。
【０００６】
さらに、特許文献１及び特許文献２に記載された加熱調理装置においては、蓄熱槽の放熱が進行した場合には、蓄熱槽へ水を供給しても、蓄熱槽の残熱部へ水が達するまでに時間を要するため、すぐに飽和水蒸気が発生しない。従って、食材を加熱室及び蒸気オーブンに入れて加熱を開始しても、加熱室及び蒸気オーブンに過熱水蒸気が供給されるまでに時間がかかり、温度制御性及び応答性が悪いという問題があった。また、蓄熱槽内において、何らかの原因で水の供給管及び蒸気発生タンクに割れやピンホール等の破損が発生した場合、供給管及び蒸気発生タンク内に蓄熱材が漏れ込み、この蓄熱材が調理に使用する過熱蒸気に混入するおそれがあった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、蓄熱槽の熱を有効に利用することができる加熱調理装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、負荷側へ供給する蒸気温度の安定性を確保すると共に、負荷側への蒸気供給の応答性を確保することができる加熱調理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、蓄熱槽内に熱媒体を供給することにより生成した過熱蒸気を飽和蒸気に変化させる飽和蒸気発生器を備え、この飽和蒸気発生器により生成された飽和蒸気を利用して調理室内の食材を加熱調理するようにした加熱調理装置において、前記飽和蒸気発生器と調理室との間には飽和蒸気発生器により生成された飽和蒸気を加熱することにより過熱蒸気を生成可能とした加熱源を設けるようにしたことを要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の加熱調理装置において、前記加熱源による加熱温度を調節制御可能とし、前記調理室で必要とされる蒸気温度に基づいて前記加熱源の加熱温度を調節制御する制御装置を備えるようにしたことを要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の加熱調理装置において、前記蓄熱槽に供給する熱媒体が貯留された熱媒体タンクを備え、前記飽和蒸気発生器内の圧力が所定値に達したときには当該飽和蒸気発生器内の飽和蒸気を前記熱媒体タンク内に戻すように構成したことを要旨とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の加熱調理装置において、前記蓄熱槽により生成した過熱蒸気を飽和蒸気発生器内に貯留された熱媒体の中に直接導入するように構成したことを要旨とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の加熱調理装置において、前記飽和蒸気発生器内に貯留された熱媒体には伝熱管を浸漬し、前記蓄熱槽により生成した過熱蒸気を前記伝熱管内に流通させて当該伝熱管内の過熱蒸気と飽和蒸気発生器内の熱媒体との間で熱交換を行うように構成したことを要旨とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の加熱調理装置において、前記飽和蒸気発生器内に貯留された熱媒体には電気ヒータを浸漬し、この電気ヒータをオン／オフ制御することにより飽和蒸気発生器内の圧力を所定値に制御可能としたことを要旨とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の加熱調理装置において、前記飽和蒸気発生器と調理室との間には、飽和蒸気発生器により生成された飽和蒸気に含まれる異物を除去する固液分離装置を設けるようにしたことを要旨とする。
【００１５】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、飽和蒸気発生器により生成された飽和蒸気を加熱することにより過熱蒸気を生成可能となる。このため、調理室には飽和蒸気又は過熱蒸気が供給される。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、調理室で必要とされる蒸気温度に基づいて加熱源の加熱温度が調節制御される。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、飽和蒸気発生器内の圧力が所定値に達したときには当該飽和蒸気発生器内の飽和蒸気が熱媒体タンク内に戻される。このため、飽和蒸気発生器内の飽和蒸気が無駄に捨てられることはない。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、蓄熱槽により生成した過熱蒸気は飽和蒸気発生器内に貯留された熱媒体の中に直接導入される。蓄熱槽からの過熱蒸気と飽和蒸気発生器内の熱媒体とは直接接触する。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、蓄熱槽により生成した過熱蒸気は、飽和蒸気発生器内に貯留された熱媒体に浸漬された伝熱管内に流通される。この際、伝熱管内の過熱蒸気と飽和蒸気発生器内の熱媒体との間で熱交換が行われる。蓄熱槽からの過熱蒸気と飽和蒸気発生器内の熱媒体とが直接接触することはない。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、飽和蒸気発生器内の熱媒体に浸漬された電気ヒータをオン／オフ制御することにより飽和蒸気発生器内の圧力が所定値に制御される。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、飽和蒸気発生器により生成された飽和蒸気に含まれる異物が除去される。このため、調理室には純粋な蒸気が供給される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を蓄熱槽を備えた加熱調理装置に具体化した第１実施形態を図１に従って説明する。加熱調理装置は蓄熱槽に蓄えられた熱を利用して飽和蒸気又は過熱蒸気を生成し、この飽和蒸気又は過熱蒸気により食材を加熱調理するものである。
【００２２】
図１に示すように、加熱調理装置１１は、蓄熱槽１２、飽和蒸気発生器を構成する熱交換器１３及び調理室１４を備えている。
蓄熱槽１２のケース２１内にはマグネシア（固体蓄熱材）及び硝酸塩（所定の温度域で液体となる液体蓄熱材；ＨＴＳ：Ｈｅａｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｓａｌｔ）を主成分とする蓄熱材２２が充填されている。蓄熱材２２内には内部に熱媒体としての水（純水又は軟水）が流通される伝熱管２３、及び蓄熱材２２を加熱する電気ヒータ２４が配設されている。伝熱管２３及び電気ヒータ２４の両端はそれぞれケース２１の上壁を貫通して外部に導出されている。
【００２３】
蓄熱槽１２において、伝熱管２３の両端のうちの一端は給水管路２５を介して所定量の水が予め貯留された水タンク２６の水出口に接続されている。給水管路２５上にはポンプ２７が設けられ、その吐出側には逆止弁２８が設けられている。また、水タンク２６内には上面開口部を介してタンク給水管２９の一端が導入されており、同タンク給水管２９の他端は純水等の水源（図示略）に接続されている。タンク給水管２９上には給水用電磁弁３０が設けられている。図示しないレベルセンサにより検出された水位レベルの増減に基づいて給水用電磁弁３０が開閉されることにより、水タンク２６内の水位レベルは一定に保持される。
【００２４】
給水管路２５におけるポンプ２７と逆止弁２８との間には、水返送管路３１の一端が接続されており、同水返送管路３１の他端は水タンク２６の上面開口部から内部に導入されている。水返送管路３１上には水返送用電磁弁３２及びニードル弁３３がそれぞれ設けられており、同水返送用電磁弁３２の開閉により水返送管路３１は連通又は遮断される。水タンク２６内へ返送される水の流量はニードル弁３３を操作することにより調節可能とされている。
【００２５】
また、給水管路２５におけるポンプ２７と逆止弁２８との間には、補給管路４１の一端が接続されており、同補給管路４１の他端は熱交換器１３の側壁下部に接続されている。補給管路４１上には補給用電磁弁４２及び逆止弁４３がそれぞれ設けられており、同補給用電磁弁４２の開閉により補給管路４１は連通又は遮断される。
【００２６】
一方、蓄熱槽１２において、伝熱管２３の両端のうちの他端（即ち、水タンク２６に接続されている端部とは反対側の端部）は、接続管４４及び蒸気供給管４５を介して熱交換器１３の側壁上部を貫通して内部に導入されている。蒸気供給管４５の内端部には複数の微細な噴出孔（図示略）を備えたサイレンサ４６が設けられており、このサイレンサ４６は当該熱交換器１３内に予め貯留された所定量の水に浸漬されている。熱交換器１３の側壁には当該熱交換器１３内の水位レベルを検出するフロースイッチ４７が設けられている。フロースイッチ４７は熱交換器１３内の水位の上昇及び下降に伴って上下動するフロート４８を備えている。
【００２７】
熱交換器１３の底壁には排水管４９が接続されており、当該排水管４９上には排水用電磁弁５０が設けられている。この排水用電磁弁５０の開閉により排水管４９は連通又は遮断される。また、熱交換器１３の上壁（蒸気滞留部に対応する壁）には、蒸気供給管５１の一端が接続されており、同じく他端は調理室１４に接続されている。蒸気供給管５１上には熱交換器１３の内部の圧力（飽和蒸気圧）を検出する圧力センサ５２、安全弁（開放値：例えば５．８ｋｇｆ／ｃｍ２）５３、減圧弁５４、蒸気供給用電磁弁５５、及び電気ヒータ５６が設けられている。電気ヒータ５６は加熱温度を調節可能とされている。
【００２８】
前記蒸気供給管５１において、圧力センサ５２と安全弁５３との間には、蒸気返送管５７の一端が接続され、同じく他端は水タンク２６の上面開口部を介して内部に導入されている。蒸気返送管５７上には蒸気返送用電磁弁５８が設けられており、同蒸気返送用電磁弁５８の開閉により蒸気返送管５７が連通又は遮断される。
【００２９】
（制御装置）
図１に示すように、加熱調理装置１１はＣＰＵ等からなる制御装置６１を備えている。
【００３０】
制御装置６１には蓄熱材加熱用の電気ヒータ２４、ポンプ２７、給水用電磁弁３０、水返送用電磁弁３２、補給用電磁弁４２、フロースイッチ４７、排水用電磁弁５０、圧力センサ５２、蒸気供給用電磁弁５５、がそれぞれ入出力インターフェイス（図示略）を介して接続されている。また、制御装置６１には飽和蒸気加熱用の電気ヒータ５６、蒸気返送用電磁弁５８及び蓄熱材２２の温度を検出する温度センサ６２がそれぞれ入出力インターフェイス（図示略）を介して接続されている。
【００３１】
制御装置６１は、温度センサ６２により検出された蓄熱材の蓄熱温度に基づいて電気ヒータ２４をオン／オフ制御すると共に、図示しないレベルセンサにより検出された水タンク２６の水位レベルに基づいて給水用電磁弁３０を開閉制御する。また、制御装置６１は、圧力センサ５２により検出された熱交換器内の圧力に基づいてポンプ２７の駆動停止制御、水返送用電磁弁３２の開閉制御及び蒸気返送用電磁弁５８の開閉制御をそれぞれ行う。
【００３２】
さらに、制御装置６１はフロースイッチ４７により検出された熱交換器１３内の水位レベルに基づいて補給用電磁弁４２の開閉制御及び排水用電磁弁５０の開閉制御をそれぞれ行う。また、制御装置６１は外部からの調理開始／停止信号に基づいて蒸気供給用電磁弁５５を開閉制御すると共に、外部からの調理種別信号に応じて電気ヒータ５６の加熱温度を調整制御する。この調理種別信号には調理に必要とされる蒸気温度データ等が含まれている。
【００３３】
（実施形態の作用）
次に、前述のように構成した加熱調理装置の動作について説明する。
加熱調理装置１１の運転は、蓄熱槽１２の蓄熱材２２が例えば夜間電力によるヒータ加熱により５００℃程度に加熱された状態で開始される。即ち、この状態で、制御装置６１はポンプ２７を駆動させる。すると、水タンク２６内の水は、給水管路２５を介して蓄熱槽１２の伝熱管２３内に流れ込む。
【００３４】
この水は伝熱管２３内を通過する際、蓄熱材２２の熱が伝熱管２３の管壁を介して伝達されることにより加熱され、過熱蒸気となる。この過熱蒸気は接続管４４及び蒸気供給管４５を介して熱交換器１３内の水の中に導入され、サイレンサ４６の各噴出孔から噴出する。熱交換器１３の水の中において過熱蒸気によるバブリングが行われることにより、過熱蒸気と熱交換器１３内の水との伝熱面積が確保され熱交換効率の向上が図られる。また、サイレンサ４６の消音効果により、飽和蒸気の熱交換器１３内の水の中への導入音が抑制される。
【００３５】
そして、過熱蒸気と熱交換器１３内の水とが混合されることにより、当該水が加熱されて飽和蒸気が発生する。換言すれば、過熱蒸気は熱交換器１３内の水により冷却されて飽和蒸気に変化する。蒸気供給用電磁弁５５が開弁されると、熱交換器１３内の飽和蒸気は蒸気供給管５１及び電気ヒータ５６を介して調理室１４内へ供給される。
【００３６】
（水位レベル制御）
出熱運転中において、フロースイッチ４７により検出された熱交換器１３内の水位レベルに基づいて補給用電磁弁４２及び排水用電磁弁５０がそれぞれ開閉される。即ち、熱交換器１３内の水位レベルが予め設定された上限水位レベルに達すると、制御装置６１は排水用電磁弁５０を開弁し、排水管４９を介して熱交換器１３内の水を排出する。そして、熱交換器１３内の水位レベルが予め設定された標準水位レベルまで下がると、制御装置６１は排水用電磁弁５０を閉弁する。
【００３７】
逆に、熱交換器１３内の水位レベルが前記標準水位レベルを下回ると、制御装置６１は補給用電磁弁４２を開弁し、補給管路４１を介して熱交換器１３内へ水タンク２６内の水を供給する。そして、熱交換器１３内の水位レベルが予め設定された標準水位レベルまで上がると、制御装置６１は補給用電磁弁４２を閉弁する。このように、熱交換器１３への給水と排水とが適宜行われることにより、同熱交換器１３内の水位レベルが前記標準水位レベルに保持される。
【００３８】
（圧力制御）
加熱調理装置１１の運転開始時等において、圧力センサ５２に検出された熱交換器１３内の圧力（飽和蒸気圧力）が第１設定値（運転圧力：例えば５．０ｋｇｆ／ｃｍ２）未満のとき、制御装置６１は水返送用電磁弁３２を閉弁した状態でポンプ２７を駆動させる。この結果、ポンプ２７の最大吐出量の水が蓄熱槽１２内に供給され、当該蓄熱槽１２内において過熱蒸気が生成される。
【００３９】
蓄熱槽１２により生成された過熱蒸気は接続管４４及び蒸気供給管４５を介して熱交換器１３内に供給され、当該熱交換器１３内の水との間で熱交換することにより飽和蒸気に変化する。飽和蒸気の発生に伴って、熱交換器１３内の圧力が上昇し、第１設定圧力を越えて第２設定値（例えば５．２ｋｇｆ／ｃｍ２）に達した場合、制御装置６１は水返送用電磁弁３２を開弁させる。ポンプ２７から吐出した水の一部が水返送管路３１を介して水タンク２６内に戻されることにより、蓄熱槽１２内への給水量が低減する。この結果、蓄熱槽１２において生成される過熱蒸気の量が低減し、ひいては熱交換器１３内の圧力上昇が緩やかになる。即ち、熱交換器１３内の圧力上昇が抑制される。
【００４０】
熱交換器１３内により生成された飽和蒸気は引き続き蒸気供給管５１を介して外部に取り出されるため、熱交換器１３の内部圧力は徐々に低下する。そして、熱交換器１３内の圧力が再び第１設定値（５．０ｋｇｆ／ｃｍ２）まで下降すると、制御装置６１は水返送用電磁弁３２を閉弁する。このように、水返送用電磁弁３２が開閉制御されることにより、熱交換器１３内の圧力が一定圧力範囲（即ち、５．０〜５．２ｋｇｆ／ｃｍ２）に保持され、飽和蒸気（１５０℃程度）が安定して取り出される。
【００４１】
ポンプ２７により吐出された水の一部を水タンク２６内に戻しても熱交換器１３内の圧力が引き続き上昇して第２設定値（例えば５．４ｋｇｆ／ｃｍ２）に達したとき、制御装置６１はポンプ２７を停止させる。この結果、蓄熱槽１２での過熱蒸気の熱交換器１３内への供給が停止される。すると、熱交換器１３への給水が遮断されて過熱蒸気の生成が停止する。熱交換器１３内に過熱蒸気が供給されないことにより、当該熱交換器１３内での飽和蒸気の生成が抑制され、ひいては熱交換器１３内の圧力上昇が抑制される。
【００４２】
熱交換器１３内により生成された飽和蒸気は引き続き蒸気供給管５１を介して外部に取り出されるため、熱交換器１３の内部圧力は徐々に低下する。そして、熱交換器１３内の圧力が再び第１設定値（５．０ｋｇｆ／ｃｍ２）まで下降すると、制御装置６１はポンプ２７を再び駆動させる。このように、ポンプ２７の駆動及び停止が繰り返されることにより、熱交換器１３内の圧力が一定の運転圧力に保持され、飽和蒸気（１５０℃程度）が安定して取り出される。
【００４３】
ポンプ２７を停止させた後も、熱交換器１３内の圧力が引き続き上昇して第３設定値（例えば５．６ｋｇｆ／ｃｍ２）達したとき、制御装置６１は蒸気返送用電磁弁５８を開弁する。このとき、熱交換器１３の内部圧力は大気圧（約１．０１×１０５Ｐａ）よりも大きくなっているので、熱交換器１３内の飽和蒸気は蒸気返送管５７を介して水タンク２６内に導かれ、この結果、熱交換器１３内の圧力が下降する。熱交換器１３内の飽和蒸気が水タンク２６内に戻されることにより、蓄熱槽１２の熱が無駄に捨てられることはない。
【００４４】
この際、熱交換器１３内の水が蒸気供給管４５及び接続管４４を介して伝熱管２３内に流れ込むことはない。これは、蒸気は水よりも比重が小さく、水よりも管内に吸い込まれやすいからである。即ち、熱交換器１３に貯留された水が伝熱管２３内に吸い込まれる前に飽和蒸気が蒸気返送管５７内に吸い込まれ、熱交換器１３内の圧力が外部に放出される。
【００４５】
熱交換器１３内の圧力が第１設定値（５．０ｋｇｆ／ｃｍ２）まで下降すると、制御装置６１は蒸気返送用電磁弁５８を閉弁する。そして、制御装置６１はポンプ２７を再び駆動させ、伝熱管２３内への給水を再開する。このとき、伝熱管２３内には滞留水が温水の状態で残っているため、運転を再開すれば水は伝熱管２３の蒸発点にすぐに到達し、熱交換器１３には蒸気がすぐに供給される。このように、蒸気返送用電磁弁５８が適宜開閉されることにより熱交換器１３内の圧力が第１設定値（５．０ｋｇｆ／ｃｍ２）に保持される。従って、熱交換器１３内の圧力が安定し、飽和蒸気が負荷側へ安定して供給される。
【００４６】
このように、熱交換器１３はアキュムレータ機能、即ち、飽和蒸気を蓄えておく機能を有するので蒸気の出力要求に対する応答性（速応性）が確保される。具体的には、運転待機状態において、熱交換器１３内の飽和蒸気圧は所定圧力（５．０ｋｇｆ／ｃｍ２）に保たれると共に、熱交換器１３内の飽和蒸気温度は所定温度（１５０度程度）に保たれている。このため、蓄熱槽１２から熱交換器１３内への過熱蒸気の供給が無くても、一定時間（熱交換器１３内に蓄えられていた飽和蒸気が全て負荷側に供給されるまでの時間）は調理室１４への蒸気（飽和蒸気又は過熱蒸気）の供給が可能となる。即ち、熱交換器１３の出口側の蒸気供給用電磁弁５５が開弁されると、すぐに熱交換器１３内の蒸気が調理室１４内に供給される。
【００４７】
何らかの原因により、蒸気返送用電磁弁５８を開弁した後も熱交換器１３内の圧力が上昇し、第４設定値（例えば５．８ｋｇｆ／ｃｍ２）に達したときには、安全弁５３が開放される。同時に、制御装置６１は調理室１４に設けられた異常報知装置（図示略）を作動させて異常を報知する。例えば制御装置６１は、調理室１４に設けられたディスプレイにアラーム表示を行う。
【００４８】
（飽和蒸気が必要とされている場合）
調理室１４において、飽和蒸気が必要とされている場合には、制御装置６１は電気ヒータ５６を通電させることはない。このため、熱交換器１３内で生成された飽和蒸気は電気ヒータ５６により加熱されることなく、調理室１４内へ供給されて調理に使用される。調理に必要な飽和蒸気温度は熱交換器１３内の圧力（飽和蒸気圧）を制御することにより安定させる。即ち、圧力センサ５２により検出された熱交換器１３内の圧力値に基づいて、制御装置６１はポンプ２７の駆動制御（オン／オフ制御）を行うと共に蒸気返送用電磁弁５８を開閉制御する。これにより、熱交換器１３内の飽和蒸気の温度が所定の温度になるように、当該熱交換器１３内の圧力が調節される。
【００４９】
（過熱蒸気が必要とされている場合）
一方、調理室１４において、過熱蒸気が必要とされている場合、制御装置６１は電気ヒータ５６を通電することにより、当該電気ヒータ５６を通過する飽和蒸気の温度を昇温させ、過熱蒸気とする。この過熱蒸気の温度は電気ヒータ５６の出力（即ち、加熱温度）を制御することにより安定させる。即ち、制御装置６１は電気ヒータ５６の下流側に設けられた温度センサ（図示略）により検出された過熱蒸気温度値に基づいて当該電気ヒータ５６をオン／オフ制御する。
【００５０】
また、過熱蒸気が必要とされている場合、熱交換器１３内の圧力を例えば蒸気返送用電磁弁５８が開弁されない程度（即ち、第２設定値未満）まで上昇させておく。熱交換器１３内の圧力上昇に伴って当該熱交換器１３内の飽和蒸気温度も上昇する。熱交換器１３内の飽和蒸気温度を通常運転時程度（第１設定値）から所定の過熱蒸気温度まで昇温させるようにした場合に比べて、電気ヒータ５６の負担が軽くなる。この結果、電気ヒータ５６の電気使用量が低減する。ひいては、加熱調理装置１１の運転コストが低減する。
【００５１】
このように、制御装置６１は電気ヒータ５６をオン／オフ制御することにより、調理室１４へ供給する蒸気を過熱蒸気と飽和蒸気との間で切り替える。換言すれば、調理室１４における調理の内容によって、過熱蒸気又は飽和蒸気の供給が切り替えられ、調理内容に応じた最適な温度の蒸気（過熱蒸気又は飽和蒸気）が調理室１４内へ供給される。飽和蒸気は、例えば１００度程度の低温蒸気を必要とするプリン、茶わん蒸し等の蒸し料理及び焼きおにぎり等の食材の調理に使用される。過熱蒸気は例えば１９０〜３００度程度の高温蒸気を必要とする焼き魚、掻き上げ及びトースト等の食材の調理に使用される。
【００５２】
（実施形態の効果）
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）熱交換器１３からの飽和蒸気を電気ヒータ５６により加熱して過熱蒸気に変化可能とした。このため、調理室１４へ供給する蒸気を飽和蒸気と過熱蒸気との間で切り替えることができる。調理室１４へ飽和蒸気を供給するときには、電気ヒータ５６をオフし、調理室１４へ過熱蒸気を供給するときには、電気ヒータ５６をオンする。また、電気ヒータ５６による加熱加減を制御することにより、調理室１４へ供給される過熱蒸気温度を安定させることができる。また、電気ヒータ５６により熱交換器１３内の１５０度程度の飽和蒸気を任意の温度に調節することができる。即ち、電気ヒータ５６による加熱温度を制御することにより、調理室１４へ供給する蒸気の温度の微調整が可能となり、調理室１４へ供給する蒸気の温度調整を正確に行うことができる。また、調理温度に関係なく蓄熱槽１２に蓄えられた熱を高温領域から低温領域まで無駄にすることなく有効に使用することができる。
【００５３】
（２）蓄熱後の運転において、焼き魚等の高温の過熱蒸気のみを必要とした調理を行う場合、蓄熱槽１２の蓄熱温度が低下したときでも、飽和蒸気を電気ヒータ５６により加熱することにより昇温させることができ、蓄熱された熱を有効に利用することができる。
【００５４】
（３）調理室１４において過熱蒸気が必要とされる場合、熱交換器１３内の圧力を高めることにより当該熱交換器１３内の飽和蒸気温度を高めるようにした。このように予め温度が高められた飽和蒸気を電気ヒータ５６で加熱することにより、調理室１４へ供給する過熱蒸気の生成が簡単になる。また、電気ヒータ５６の消費電力を節約することができる。
【００５５】
（４）加熱調理装置１１の運転待機状態（調理待機時）において、熱交換器１３内の圧力を一定（１５０度、５．０ｋｇｆ／ｃｍ２）に保つようにした。即ち、熱交換器１３にアキュムレータ機能を持たせるようにした。このため、負荷側（調理室１４）で蒸気（飽和蒸気又は過熱蒸気）が必要となったときには、蒸気供給用電磁弁５５を開弁すればすぐに熱交換器１３内の飽和蒸気又はこれが加熱されることにより生成された過熱蒸気が調理室１４内へ供給される。従って、調理室１４への蒸気（飽和蒸気又は過熱蒸気）の供給を円滑に行うことができる。換言すれば、加熱調理装置１１の調理室１４への蒸気供給の応答性（速応性）が確保される。また、電気ヒータ５６のオン／オフ制御により熱交換器１３により生成された飽和蒸気の加熱制御を行うようにしたことにより、調理室１４へ供給する蒸気の温度制御性が確保される。
【００５６】
蓄熱槽１２の放熱が進行した場合は、ポンプ２７により蓄熱槽１２内へ水を供給しても、当該蓄熱槽１２の残熱部へ水が達するまでに時間を要するため、すぐに蒸気が発生しない。しかしながら、本実施形態の加熱調理装置１１によれば、熱交換器１３にアキュムレータ機能を備えたことにより、蓄熱槽１２の放熱が進行した状態であっても、運転を開始すれば、調理室１４内には熱交換器１３内に蓄えられていた飽和蒸気又はこれを加熱して生成した過熱蒸気がすぐに供給される。
【００５７】
（５）蓄熱槽１２で発生した過熱蒸気を熱交換器１３内の水の中に導入することにより飽和蒸気に一旦変化させるようにした。そして、この飽和蒸気を負荷側に供給するか、この飽和蒸気を電気ヒータ５６により加熱することにより過熱蒸気に変化させて負荷側に供給するようにした。このため、蓄熱槽１２内の伝熱管２３の破損等に起因して、当該伝熱管２３内に蓄熱材２２（特に、ＨＴＳ）が漏れ込み、これが熱交換器１３内の水に溶け込んだ場合であっても、伝熱管２３内に漏れ出た蓄熱材２２が調理に使用される蒸気（飽和蒸気又は過熱蒸気）に混入することはない。これは、熱交換器１３内における飽和蒸気生成時の蒸留効果による。
【００５８】
（６）熱交換器１３から取り出した飽和蒸気を電気ヒータ５６で加熱することにより過熱蒸気を生成するようにした。このため、蓄熱槽１２の放熱が進行して蓄熱槽１２の蓄熱温度が例えば２００度以下に下がっても当該蓄熱槽１２の熱を使用することができる。２００度以下の温度の飽和蒸気でも、電気ヒータ５６により加熱することにより２００度を超える温度の蒸気（飽和蒸気又は過熱蒸気）を生成可能となる。従って、蓄熱槽１２に蓄えられた熱を無駄にすることなく且つ有効に使い切ることができる。
【００５９】
（７）蓄熱槽１２からの過熱蒸気を熱交換器１３内へ導く蒸気供給管４５の内端（先端）にはサイレンサ４６を設けるようにした。このため、サイレンサ４６の消音作用により過熱蒸気が熱交換器１３内の水の中に噴出する際の音が軽減される。ひいては、加熱調理装置１１の運転音も軽減され、静かな運転が可能となる。
【００６０】
（８）熱交換器１３内の圧力が第３設定値（５．６ｋｇｆ／ｃｍ２）に達したときには、熱交換器１３内の飽和蒸気を水タンク２６内に戻すようにした。このため、熱が無駄に捨てられることがなく、蓄熱槽１２に蓄えられた熱を有効に利用することができる。
【００６１】
（９）加熱調理装置１１の熱源として蓄熱槽１２を使用するようにした。このため、一般に昼間電力に比べて安価な夜間電力を使用することにより、当該加熱調理装置１１のランニングコストを低減させることができる。
【００６２】
（１０）蓄熱槽１２からの過熱蒸気を熱交換器１３内の水の中に直接供給することにより当該熱交換器１３内の水を加熱するようにした。過熱蒸気と水とが直接接触するので加熱効率（熱交換効率）を確保することができる。また、蓄熱槽１２からの過熱蒸気と熱交換器１３内の水との間の熱交換方式を間接加熱方式とした場合と異なり、熱交換器１３内の水との伝熱面積を考慮する必要がない。従って、熱交換器１３の小型化が図られる。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態は蓄熱槽により生成された過熱蒸気により熱交換器内の水を間接加熱方式で加熱するように構成した点で前記第１実施形態と異なる。従って、前記第１実施形態と同一の部材構成については同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００６４】
図２に示すように、熱交換器１３内には熱交換器用の伝熱管７１が収容されている。この伝熱管７１は螺旋状に形成されており、全体が熱交換器１３内の水に浸漬されている。熱交換器用の伝熱管７１の上部入口には前記接続管４４が接続されている。熱交換器用の伝熱管の下部出口には蒸気排出管路７２が接続されており、当該蒸気排出管路７２上には蒸気の逆流防止用の蒸気トラップ７３が設けられている。
【００６５】
蓄熱槽１２内で生成された過熱蒸気は接続管４４を介して熱交換器用の伝熱管７１内に供給され、蒸気排出管路７２を介して外部に排出される。過熱蒸気が伝熱管７１内を通過する際、当該過熱蒸気の熱は伝熱管７１の管壁を介して熱交換器１３内の水に伝達される（間接加熱）。この結果、熱交換器１３内の水が加熱され、当該熱交換器１３内において飽和蒸気が生成される。
【００６６】
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
・熱交換器１３内に熱交換器用の伝熱管７１を収容し、この伝熱管７１内を流れる過熱蒸気の熱を伝熱管７１の管壁を介して熱交換器１３内の水に伝達するようにした。このため、伝熱管７１内を流れる過熱蒸気と熱交換器１３内の水とが直接接触することはない。従って、蓄熱槽１２内の伝熱管２３の破損等に起因して、当該伝熱管２３内に蓄熱材２２が漏れ込んだ場合であっても、この蓄熱材２２の混入した過熱蒸気と熱交換器１３内の水とが直接接触することはないので、蓄熱材２２が熱交換器１３内の水に溶け込むことはない。即ち、蓄熱材２２が調理に用いる蒸気（飽和蒸気又は過熱蒸気）に混入することはなく、安全性が高められる。
【００６７】
（別例）
尚、前記実施形態は以下のような別例に変更して実施してもよい。
・第１及び第２実施形態において、図３に示すように、熱交換器１３内の水の中に電気ヒータ８１を導入し、当該電気ヒータ８１の通電により熱交換器１３内の水を所定温度に加熱可能としてもよい。そして、圧力センサ５２により検出された熱交換器１３内の圧力値に基づいて、制御装置６１は電気ヒータ８１をオン／オフ制御して熱交換器１３内の水の温度制御を行い、これにより熱交換器１３内の圧力を制御する。加熱調理装置１１の運転待機状態（即ち、無負荷運転時）において、制御装置６１は熱交換器１３内の圧力が一定（１５０度、５．０ｋｇｆ／ｃｍ２）になるように電気ヒータ８１を制御する。このようにしても、熱交換器１３内の圧力は一定に保たれ、ひいては調理室１４への蒸気供給の応答性（速応性）が確保される。また、熱交換器１３内の水の温度制御、即ち熱交換器１３内の圧力制御を行うために蓄熱槽１２からの過熱蒸気を常に熱交換器１３に供給する必要がないので、蓄熱材２２の熱の浪費が抑制される。ポンプ２７が駆動されてから熱交換器１３内に過熱蒸気が供給されるまでの間は、熱交換器１３内に予め蓄えられていた飽和蒸気が調理室１４側へ供給される。
【００６８】
・第１及び第２実施形態において、図３に示すように、熱交換器１３の出口経路上（蒸気供給管５１の途中）に固液分離装置を構成するサイクロン９１を設けるようにしてもよい。即ち、サイクロン９１の流入口９２には一次側の蒸気供給管５１ａが接続されており、同じく流出口９３には蒸気供給管５１ｂが接続されている。流入口９２はサイクロン９１の側壁上部に設けられており、流出口９３はサイクロン９１の上壁に設けられている。また、サイクロン９１の底壁に形成された分離排出口９４には分離排出管９５が接続されており、分離排出管９５上にはスチームトラップ９６が設けられている。
【００６９】
熱交換器１３内で生成された飽和蒸気は蒸気供給管５１ａを介してサイクロン９１内に供給される。この飽和蒸気はサイクロン９１内を旋回しながら遠心力によって当該飽和蒸気に含まれる異物や余分な水分等が分離及び除去されて純粋な飽和蒸気となる。この純粋な飽和蒸気はサイクロン９１の流出口９３から蒸気供給管５１ｂを介して調理室１４内に供給される。サイクロン９１内で分離、除去された異物や余分な水分等は分離排出口９４及び分離排出管９５を介して排水管４９に排出される。このようにすれば、熱交換器１３で生成された飽和蒸気中に含まれるゴミ等の異物や余分な水分を分離、除去され、純粋な蒸気（飽和蒸気又は過熱蒸気）を調理室１４内に供給することができる。尚、サイクロン９１は蒸気供給管５１上のどの位置に配置するようにしてもよい。即ち、熱交換器１３と調理室１４との間であればどの位置にサイクロン９１を配置するようにしてもよい。
【００７０】
（付記）
次に前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
・調理室において過熱蒸気が必要とされる場合、飽和蒸気発生器内の圧力を少なくとも調理待機状態における飽和蒸気発生器内の圧力（飽和蒸気圧）よりも高め、この蒸気圧における飽和蒸気を加熱源で加熱することにより過熱蒸気を生成するようにした請求項１〜請求項７うちいずれか一項に記載の加熱調理装置。飽和蒸気発生器内の圧力が高まると、当該飽和蒸気発生器内の温度も上昇する。このように予め温度が高められた飽和蒸気を加熱源で加熱することにより、調理室へ供給する過熱蒸気を簡単に生成することができる。
【００７１】
・飽和蒸気発生器内の設定圧力を複数段階（第１〜第４設定値）に分け、各段階毎に圧力が高くなるにつれて、蓄熱槽への給水量が最大となるように（第１設定値）→最大流量のうちの一部を熱媒体タンクヘ戻すように（第２設定値）→ポンプが停止されるように（第３設定値）→飽和蒸気発生器出口内の飽和蒸気を熱媒体タンクヘ戻すように（第４設定値）、ポンプ、水返送用電磁弁及び蒸気返送用電磁弁のうちのいずれかを駆動制御又は開閉制御するようにした請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載の加熱調理装置。この構成によれば、熱交換器１３内の圧力に応じた安全性制御を行うことができる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、蓄熱槽により生成された過熱蒸気を飽和蒸気に変化させ、調理内容により飽和蒸気又はこの飽和蒸気を加熱源で加熱することにより生成した過熱蒸気を調理室内に供給するようにしたので、蓄熱槽の熱を有効に利用することができる。また、負荷側へ供給する蒸気温度の安定性を確保すると共に、負荷側への蒸気供給の応答性を確保することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における加熱調理装置の構成図。
【図２】第２実施形態における加熱調理装置の要部構成図。
【図３】別の実施形態における加熱調理装置の要部構成図。
【符号の説明】
１１…加熱調理装置、１２…蓄熱槽、
１３…飽和蒸気発生器を構成する熱交換器、１４…調理室、
５６…加熱源を構成する電気ヒータ、
２６…熱媒体タンクを構成する水タンク、６１…制御装置、７１…伝熱管、
８１…電気ヒータ、９１…固液分離装置を構成するサイクロン。
【図１】
2004236991.tif 000003
【図２】
2004236991.tif 000004
【図３】
2004236991.tif 000005