(57)【要約】【課題】必要とする過熱蒸気を迅速に供給し得る小型の過熱蒸気発生装置を提供する。【解決手段】主容器（ＭＴ）内に水を導入し主熱源（電気ヒータＨＭ）によって加熱して水蒸気を発生する水蒸気発生手段と、所定容量空間の過熱室（Ｅ１，Ｅ２）を有すると共に、この過熱室内に配置する加熱手段（電気ヒータＨ１，Ｈ２）を有し、水蒸気を過熱室内に導入し、加熱手段によって水蒸気を直接加熱して過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生手段を備える。そして、制御手段（コントローラＣＴ）により、先ず加熱手段によって加熱室内を加熱し、例えば加熱手段による加熱室内の加熱時間が所定時間を越えたときに、主熱源による水の加熱を開始するように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主容器内に水を導入し主熱源によって加熱して水蒸気を発生する水蒸気発生手段と、所定容量空間の過熱室を有すると共に、該過熱室内に配置する加熱手段を有し、前記水蒸気発生手段が発生した水蒸気を前記過熱室内に導入し、前記加熱手段によって前記水蒸気を直接加熱して過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生手段と、少なくとも前記主熱源及び前記加熱手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする過熱蒸気発生装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記加熱手段によって前記過熱室内を加熱して前記過熱室内温度が所定温度を越えたとき、及び前記加熱手段による前記加熱室内の加熱時間が所定時間を越えたときの、少なくとも一方となったときに、前記主熱源による水の加熱を開始するように制御することを特徴とする請求項１記載の過熱蒸気発生装置。
【請求項３】
前記主容器内に配置する第１の熱交換手段を備え、前記過熱蒸気発生手段が、第１の所定容量空間の第１の過熱室を有すると共に、該第１の過熱室内に配置する第１の加熱手段を有し、且つ、第２の所定容量空間の第２の過熱室を有すると共に、該第２の過熱室内に配置する第２の加熱手段を有して成り、前記主容器を前記第１の過熱室に連通接続すると共に、前記第１の過熱室を前記第１の熱交換手段の入力側に連通接続し、且つ、前記第１の熱交換手段の出力側を前記第２の過熱室に連通接続し、前記第２の過熱室から前記過熱蒸気を発生するように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の過熱蒸気発生装置。
【請求項４】
前記水蒸気発生手段が、ポンプ手段を介して前記主容器に連通接続すると共に、水供給源に連通接続して水を導入する予備容器と、該予備容器内に配置する予備熱源を具備し、該予備熱源によって前記予備容器内の水を加熱して前記主容器に供給するように構成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の過熱蒸気発生装置。
【請求項５】
前記請求項４に記載の過熱蒸気発生装置を備えると共に、前記過熱蒸気発生手段に連通接続する所定容量の処理室と、前記主容器内に配置する第２の熱交換手段を備え、前記処理室を前記第２の熱交換手段の入力側に連通接続し、且つ、前記第２の熱交換手段の出力側を前記予備容器に連通接続し、前記処理室内の過熱蒸気を前記第２の熱交換手段を介して前記前記予備容器内に戻すように構成したことを特徴とする加熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生装置と、その過熱蒸気を処理室に供給して被加熱物を加熱処理する加熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、過熱蒸気を発生させて調理等に利用する技術が注目されており、その適用範囲も広範となっている。例えば、特許文献１（特開２００２−２７２６０４）には、被加熱物の種類と加熱目的に合致した適切な加熱を行うことを目的とし、被加熱物を収納する加熱箱と、これに過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給手段と、過熱蒸気発生量を調節する過熱蒸気量制御手段を備えた加熱装置が提案されている。また、特許文献２（特開２００３−１２５９３０）には、使用済の過熱蒸気の熱のみを効率よく回収し再利用することを目的とした過熱蒸気調理装置が提案されている。具体的には、蒸気発生装置の貯水槽に熱交換器を内蔵すると共に、加熱装置から調理容器に過熱蒸気を送り出す構成とし、調理容器の排出パイプを熱交換器に接続し、先端を貯水槽外に開口することとしている。
【０００３】
更に、特許文献３（特開２００２−７１１３８）には、蒸気発生装置と、この装置から供給される蒸気を通過させて過熱蒸気とする高温蓄熱層とからなる高温熱源発生手段を備え、高温蓄熱層により生成した過熱蒸気を調理庫内に供給し、食品を加熱するオーブン調理器が開示されている。特に、同特許文献３では、調理庫の排出口と蒸気発生装置との間に循環ファンを配置し、調理庫内に供給された過熱蒸気を循環使用することとしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７２６０４号公報
【特許文献２】特開２００３−１２５９３０号公報
【特許文献３】特開２００２−７１１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前掲の特許文献１乃至３に記載の装置においては何れも蓄熱槽が必須とされている。この蓄熱槽は、ケーシング内に電気ヒータを配設すると共に、伝熱管を配設し、マグネシアクリンカと硝酸ナトリウム等からなる蓄熱材を充填したものである。そして、例えば特許文献２及び３においては、伝熱管に水蒸気発生装置からの水蒸気を通過させることとしている。また、特許文献１においても同様に、マグネシア岩石の破砕物を使用した蓄熱材中に、伝熱管を埋め込み、シーズヒータによって蓄熱材を加熱するように構成した蓄熱槽を用いているが、ここでは、伝熱管にタンク内の水を供給することとしている。このような特許文献１に記載の装置によって、所望の温度で所望の量の過熱蒸気を迅速に確保し得るか否か、疑問が残るが、特許文献１乃至３の何れも、蓄熱槽の蓄熱材内に埋設された伝熱管に水蒸気又は水を通過させることを前提としている。
【０００６】
このため、必要とする過熱蒸気の温度及び量にもよるが、例えば前掲の特許文献に記載のような調理装置に対し、必要な温度で必要な量の過熱蒸気を迅速に確保するためには、かなり大型の蓄熱槽が必要となる。また、通常は、特許文献２及び３に記載のように、更に水蒸気発生装置を蓄熱槽に接続する必要があるので大型の装置となり、高価な蓄熱材も必要となるので高価な装置となる。しかも、ヒータによって加熱された蓄熱材を介して伝熱管が加熱され、この伝熱管を介して水蒸気が加熱されることになるので、過熱蒸気を発生するまでの準備時間が長くなるのは必至である。更に、発生する過熱蒸気の温度制御が困難といった、間接加熱による弊害は不可避である。
【０００７】
上記のように、何れの装置においても蓄熱槽内に配設した伝熱管に水蒸気を通過させて過熱蒸気を発生させることとしており、例えば所定容量空間の過熱室内に水蒸気を導入して過熱蒸気を発生させることとしていないが、これは以下の理由によるものと推察される。即ち、過熱蒸気発生装置の起動後、水蒸気発生装置から過熱室内に水蒸気が導入されると、過熱室が低温であると一部がその内壁で結露し、その後、水滴が加熱されて再度水蒸気になるときに大きな熱エネルギーを必要とするので、過熱蒸気発生装置としての立ち上がりに長時間を要し、実用に供し得ないためと推察される。尚、特許文献２においては、使用済みの過熱蒸気の熱を回収し貯水槽内の水の加熱に再利用することが提案されているが、蓄熱槽から過熱蒸気を発生させるまでに長時間を必要とし、その過熱蒸気による蒸気発生装置への再利用の効果が現れるまでに、更に長時間を要するので、蓄熱槽の構造上、実用に供することは極めて困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、必要とする過熱蒸気を迅速に供給し得る小型の過熱蒸気発生装置を提供することを課題とする。
【０００９】
また、本発明は、必要とする過熱蒸気を迅速に供給し得る過熱蒸気発生装置を備え、熱損失が少ない小型の加熱処理装置を提供することを別の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の過熱蒸気発生装置は、請求項１に記載のように、主容器内に水を導入し主熱源によって加熱して水蒸気を発生する水蒸気発生手段と、所定容量空間の過熱室を有すると共に、該過熱室内に配置する加熱手段を有し、前記水蒸気発生手段が発生した水蒸気を前記過熱室内に導入し、前記加熱手段によって前記水蒸気を直接加熱して過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生手段と、少なくとも前記主熱源及び前記加熱手段を制御する制御手段とを備えることとしたものである。
【００１１】
前記制御手段は、請求項２に記載のように、前記加熱手段によって前記過熱室内を加熱して前記過熱室内温度が所定温度を越えたとき、及び前記加熱手段による前記加熱室内の加熱時間が所定時間を越えたときの、少なくとも一方となったときに、前記主熱源による水の加熱を開始するように制御することとするとよい。
【００１２】
更に、請求項３に記載のように、前記主容器内に配置する第１の熱交換手段を備えたものとし、前記過熱蒸気発生手段は、第１の所定容量空間の第１の過熱室を有すると共に、該第１の過熱室内に配置する第１の加熱手段を有し、且つ、第２の所定容量空間の第２の過熱室を有すると共に、該第２の過熱室内に配置する第２の加熱手段を有して成り、前記主容器を前記第１の過熱室に連通接続すると共に、前記第１の過熱室を前記第１の熱交換手段の入力側に連通接続し、且つ、前記第１の熱交換手段の出力側を前記第２の過熱室に連通接続し、前記第２の過熱室から前記過熱蒸気を発生するように構成するとよい。
【００１３】
また、前記水蒸気発生手段は、請求項４に記載のように、ポンプ手段を介して前記主容器に連通接続すると共に、水供給源に連通接続して水を導入する予備容器と、該予備容器内に配置する予備熱源を具備したものとし、該予備熱源によって前記予備容器内の水を加熱して前記主容器に供給するように構成するとよい。
【００１４】
そして、本発明の加熱処理装置は、請求項４に記載の過熱蒸気発生装置を備えると共に、前記過熱蒸気発生手段に連通接続する所定容量の処理室と、前記主容器内に配置する第２の熱交換手段を備え、前記処理室を前記第２の熱交換手段の入力側に連通接続し、且つ、前記第２の熱交換手段の出力側を前記予備容器に連通接続し、前記処理室内の過熱蒸気を前記第２の熱交換手段を介して前記前記予備容器内に戻すように構成したものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は上述のように構成されているので以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の過熱蒸気発生装置においては、主熱源によって加熱して水蒸気を発生する水蒸気発生手段と、ここで発生した水蒸気を所定容量空間の過熱室内に導入し、この水蒸気を加熱手段によって直接加熱して過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生手段を備え、制御手段によって少なくとも主熱源及び加熱手段を制御することとしているので、効率よく短時間で所望の温度及び量の過熱蒸気を発生させ、必要とする過熱蒸気を迅速に供給することができる。
【００１６】
前記制御手段は、請求項２に記載のように構成されており、先ず加熱手段によって過熱室内を加熱し、過熱室内温度が所定温度を越えたとき、及び過熱室内の加熱時間が所定時間を越えたときの、少なくとも一方となったときに、主熱源による水の加熱を開始することとしているので、装置起動後、過熱蒸気が発生するまでの所要時間を従来装置に比べ大幅に短縮することができる。
【００１７】
更に、請求項３に記載のように構成すれば、第１の熱交換手段によって主容器内を迅速に加熱することができるので、熱効率が一層向上し、短時間で過熱蒸気を発生させることができる。しかも、主熱源及び主容器を小型とすることができるので、装置全体の小型化が可能となる
【００１８】
また、前記水蒸気発生手段を、請求項４に記載のように予備容器と予備熱源を具備したものとし、予備熱源によって予備容器内の水を加熱して主容器に供給するように構成すれば、主容器における水蒸気の発生までの所要時間を一層短縮することができる。尚、予備容器に供給する水は常温でもよいが、温水を供給すれば水蒸気の発生までの所要時間を更に短縮することができる。
【００１９】
そして、本発明の加熱処理装置は、上記の種々の特徴を有する過熱蒸気発生装置を備え、しかも、入力側を処理室に連通接続し出力側を予備容器に連通接続した第２の熱交換手段を備えているので、良好な熱効率で、迅速且つ安定した状態で所望の温度及び量の過熱蒸気を発生させ、これを処理室に供給して所望の加熱処理を迅速に行うことができる。しかも、加熱処理後の蒸気によって予備容器内の水を加熱することができるので、熱損失を低減させ一層良好な熱効率を確保することができる。尚、処理室等の各部を連通接続する配管は加熱処理装置の背面側で行うこととし、保守、点検及び修理等に便宜である。これとは逆に、加熱手段等の部品は正面側から着脱可能とすれば、これらの保守、点検及び修理等に便宜である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る過熱蒸気発生装置の概要を示すもので、水蒸気発生手段ＷＶ、過熱蒸気発生手段ＥＶ及び制御手段たるコントローラＣＴで構成されている。先ず、本実施形態の水蒸気発生手段ＷＶは、主容器ＭＴと予備容器ＡＴを備え、両者がポンプ手段ＰＭを介して連通接続されている。予備容器ＡＴは給水弁ＶＬを介して水供給源（例えば、水道、給湯器等であり、図１では水源ＷＳとした）に連通接続され、給水弁ＶＬが開位置にあるときには予備容器ＡＴ内に水（もしくは温水）が供給されるように構成されている。そして、予備容器ＡＴ内には予備熱源ＨＡとして電気ヒータ（以下、同符号ＨＡで表す）が配置されており、これによって加熱された温水がポンプ手段ＰＭにより主容器ＭＴに供給されるように構成されている。本実施形態のポンプ手段ＰＭは電動モータＭで駆動される流体ポンプＰによって構成され、その出力側に逆止弁ＣＶが配置されている。
【００２１】
一方、流体ポンプＰ及び逆止弁ＣＶを介して予備容器ＡＴに接続された主容器ＭＴ内には、主熱源ＨＭとして電気ヒータ（以下、同符号ＨＭで表す）が配置されており、予備容器ＡＴから導入された主容器ＭＴ内の温水が電気ヒータＨＭによって加熱され、水蒸気が発生する。また、主容器ＭＴ内には第１及び第２の熱交換手段たる第１及び第２の熱交換器Ｘ１及びＸ２が配置されているが、これについては後述する。
【００２２】
次に、本実施形態の過熱蒸気発生手段ＥＶは、第１の所定容量空間の第１の過熱室Ｅ１と第２の所定容量空間の第２の過熱室Ｅ２を有し、第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２内には、夫々第１及び第２の加熱手段Ｈ１及びＨ２として電気ヒータ（以下、同符号Ｈ１及びＨ２で表す）が配置されている。そして、主容器ＭＴが第１の過熱室Ｅ１に連通接続されると共に、第１の過熱室Ｅ１は第１の熱交換器Ｘ１の入力側に連通接続されている。また、第１の熱交換器Ｘ１の出力側は第２の過熱室Ｅ２に連通接続されている。而して、主容器ＭＴ内で発生し第１の過熱室Ｅ１内に導入された水蒸気が、電気ヒータＨ１によって直接加熱され、過熱蒸気が発生する。この過熱蒸気は、第１の熱交換器Ｘ１を介して更に第２の過熱室Ｅ２内に導入され、ここで電気ヒータＨ２によって直接加熱された後、出力される。
【００２３】
以上のように構成された過熱蒸気発生装置に対し、第２の過熱室Ｅ２が例えば図１に破線で示す処理室ＰＣに連通接続されると、加熱処理装置が構成される。この処理室ＰＣは所定容量の空間を有し、第２の過熱室Ｅ２から供給された過熱蒸気によって、所望の被加熱物（図示せず）が加熱処理されるように構成されている。処理室ＰＣは第２の熱交換器Ｘ２の入力側に連通接続され、第２の熱交換器Ｘ２の出力側は予備容器ＡＴに連通接続され、処理室ＰＣ内の過熱蒸気が第２の熱交換器Ｘ２を介して予備容器ＡＴ内に戻されるように構成されている。
【００２４】
制御手段たるコントローラＣＴは、少なくとも電気ヒータＨＭ及びＨＡと電気ヒータＨ１及びＨ２を制御するように構成されている。また、本実施形態のコントローラＣＴはポンプ手段ＰＭの電動モータＭも制御し得るように構成されており、これらを制御するための入力信号として以下のセンサの検出信号が用いられる。例えば、主容器ＭＴ内の水位を検出する水位センサＳＬ、第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２内の温度を検出する温度センサＳ１及びＳ２、主容器ＭＴ内の水面上方の空間の温度を検出する温度センサＳＡ、及び処理室ＰＣ内の温度を検出する温度センサＳＰが設けられている。尚、図示は省略したが、予備容器ＡＴ内にも水位センサ及び温度センサが設けられる。これらの温度センサＳ１、Ｓ２、ＳＡ及びＳＰ、並びに水位センサＳＬ等はコントローラＣＴに接続されており、各検出信号がコントローラＣＴに入力される。
【００２５】
而して、コントローラＣＴによって、第１及び第２の過熱室Ｅ１又はＥ２内の温度が所定温度を越えたときに、電気ヒータＨＭによる主容器ＭＴ内の水の加熱を開始するように制御することができる。あるいは、電気ヒータＨ１又はＨ２による第１及び第２の過熱室Ｅ１又はＥ２内の加熱時間が所定時間を越えたときに、電気ヒータＨＭによる主容器ＭＴ内の水の加熱を開始するように制御することもでき、本実施形態ではこの制御を行うこととしており、これについては図１０を参照して後述する。また、水位センサＳＬの検出信号に応じてコントローラＣＴによってポンプ手段ＰＭが制御され、主容器ＭＴ内の水位が所定範囲内に維持される。更に、図示は省略するが、予備容器ＡＴ内にも水位センサが配置されており、その検出信号に応じて給水弁ＶＬが制御され、予備容器ＡＴ内の水位が所定範囲内に維持される。
【００２６】
上記の構成になる過熱蒸気発生装置を備えた加熱処理装置の具体的な実施形態を図２乃至図１０を参照して説明する。図２及び図３は本実施形態の加熱処理装置の構造、図４乃至図６は加熱処理装置の外観、図７乃至図９は各部品の構造を夫々示し、図１０は加熱処理制御の一例を示している。図２及び図３から明らかなように、図１の構成と同様、下方から上方に、予備容器ＡＴ、主容器ＭＴ、第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２、そして処理室ＰＣの順に配置されており、各容器及び各室はパイプによって連通接続されている。これらのパイプは断熱性に優れた真空二重管で形成されており、図５及び図６から明らかなように、保守、点検及び修理の便宜を考慮し、水蒸気及び過熱蒸気用の全ての配管が加熱処理装置の背面側で行われている。これに対し、電気ヒータＨＡ等の電気部品の保守、点検及び修理の便宜を考慮し、これらの電気部品は正面に配置されている。また、処理室ＰＣへの被加熱物への出し入れの便宜を考慮し、処理室ＰＣを開閉するドアＤＲは正面に配置されている。以下、下方側の部品から順次説明する。
【００２７】
図２及び図３に示すように、図１の水蒸気発生手段ＷＶの一部を構成する予備容器ＡＴは、ポンプ手段ＰＭを構成する電動モータＭ及び流体ポンプＰと共に、最下部に配置され、両者がパイプＰ１によって接続されている。予備容器ＡＴは断熱材で囲繞された筐体で、その上部背面にパイプＰ０（図３）が接続されており、給水弁ＶＬを介して常温の水（もしくは温水）が供給される。予備容器ＡＴの底部近傍には３本の電気ヒータＨＡが配置されており、図７に予備容器ＡＴの横断面を示すように、予備容器ＡＴの底面に平行に並設されている。尚、本実施形態では電気ヒータＨＡを３本としたが、これに限るものではなく、その配置を含め、加熱時の温度分布等を考慮し適宜設定すればよい。
【００２８】
予備容器ＡＴの上には主容器ＭＴが載置されている。主容器ＭＴも断熱材で囲繞された筐体で、その下部背面に取り付けられたパイプＰ２によって流体ポンプＰの吐出側に接続されている。尚、パイプＰ２には逆止弁ＣＶが介装されており、予備容器ＡＴから主容器ＭＴへの流れを許容し、逆方向の流れを阻止するように構成されている。また、主容器ＭＴの底部近傍には一対の電気ヒータＨＭが上下に平行に配置されている。各電気ヒータＨＭは同形状で、図８に主容器ＭＴの横断面を示すように、主容器ＭＴの底面全体をカバーするように屈曲形成されている。尚、この電気ヒータＨＭもこれに限るものではなく、その配置を含め、加熱時の温度分布等を考慮し適宜設定すればよい。
【００２９】
主容器ＭＴ内の底部近傍には、一対の電気ヒータＨＭと同レベル（図３を参照）に第１の熱交換器Ｘ１が配置されており、更に、その上方に第２の熱交換器Ｘ２が配置されている。即ち、図１に示した概略構成とは逆に、図２、図３及び図８に示すように、第１の熱交換器Ｘ１が主容器ＭＴ内の底部近傍に配置され、第２の熱交換器Ｘ２が主容器ＭＴ内の液面近傍に配置されている。そして、図３、図６及び図８から明らかなように、第１の熱交換器Ｘ１はパイプＰ４及びＰ５により第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２に連通接続され、第２の熱交換器Ｘ２は一端がパイプＰ７によって処理室ＰＣに連通接続され、他端がパイプＰ８によって予備容器ＡＴに連通接続されている。
【００３０】
更に、主容器ＭＴ上には、第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２を形成する筐体の第１及び第２の容器Ｃ１及びＣ２が載置されている。そして、図３、図６及び図９から明らかなように、主容器ＭＴの上部空間と第１の過熱室Ｅ１とはパイプＰ３によって連通接続され、第１の過熱室Ｅ１は、パイプＰ４、第１の熱交換器Ｘ１及びパイプＰ５を介して第２の過熱室Ｅ２に連通接続されている。そして、第２の過熱室Ｅ２はパイプＰ７によって処理室ＰＣに連通接続されている。
【００３１】
第１の過熱室Ｅ１は、図９に示すように第１の容器Ｃ１内に形成された迷路構造を有し、パイプＰ３に接続された入口側から、パイプＰ４に接続された出口側に至るまでの第１の容器Ｃ１内の流路が長くなるように形成されている。そして、この第１の容器Ｃ１の流路内に一対の電気ヒータＨ１が露呈するように配設されている。第２の過熱室Ｅ２も同様に、第２の容器Ｃ２内に形成された迷路構造を有し、パイプＰ５に接続された入口側から、パイプＰ６に接続された出口側に至るまでの流路が長くなるように形成され、その流路内に電気ヒータＨ２が露呈するように配設されている。
【００３２】
而して、主容器ＭＴ内で発生した水蒸気はパイプＰ３を介して第１の過熱室Ｅ１内に導入され、この水蒸気は一対の電気ヒータＨ１によって直接加熱され、過熱蒸気が発生する。この場合において、後述するように、起動後に先ず電気ヒータＨ１（及びＨ２）によって第１の過熱室Ｅ１（及び第２の過熱室Ｅ２）内が所定時間加熱されるので、第１の過熱室Ｅ１（及び第２の過熱室Ｅ２）内が加熱されている。しかも、水蒸気は電気ヒータＨ１（及びＨ２）に直接接触することで熱変換効率が向上するので、第１の過熱室Ｅ１（及び第２の過熱室Ｅ２）内が結露することもなく、過熱蒸気の温度を容易に安定させることができ、迅速に過熱蒸気を発生させることができる。この第１の過熱室Ｅ１で発生した過熱蒸気は、第１の熱交換器Ｘ１にて主容器ＭＴ内の温水と熱交換された後、更に第２の過熱室Ｅ２内に導入され、ここで電気ヒータＨ２によって直接加熱されて、過熱蒸気がパイプＰ６を介して処理室ＰＣに出力される。
【００３３】
尚、本実施形態では、第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２は、夫々個別に断熱材で囲繞された筐体の第１及び第２の容器Ｃ１及びＣ２によって形成されており、電気ヒータＨ１及びＨ２も独立して制御し得るように構成されているが、単一の筐体を隔壁で分離して二つの過熱室を形成することとしてもよい。即ち、主容器ＭＴの水蒸気が単一の筐体内の一方の過熱室に導入されて過熱された後、第１の熱交換器Ｘ１を経由して他方の過熱室に導入され、ここで再び過熱された後に排出されるように構成することとしてもよい。また、電気ヒータＨ１及びＨ２（更に、電気ヒータＨＭ及びＨＡ）は電気ヒータに限定されるものではなく、断続制御が可能で、第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２内の水蒸気に直接接触して加熱できるものであればよい。
【００３４】
処理室ＰＣは、第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２の上方に配置された筐体の処理容器ＣＳ内に形成され、装置正面に設けられたドアＤＲによって開閉し得るように構成されている。処理室ＰＣはパイプＰ７によって第２の熱交換器Ｘ２の入力側に連通接続されており、処理室ＰＣ内で加熱処理された後の過熱蒸気は、第２の熱交換器Ｘ２に送出され、主容器ＭＴ内の温水と熱交換された後、パイプＰ８を介して予備容器ＡＴの上部空間内に戻される。而して、ドアＤＲを介して処理室ＰＣ内に所望の被加熱物（図示せず）が収容され、この被加熱物（図示せず）が、第２の過熱室Ｅ２から供給された過熱蒸気によって、加熱処理される。そして、加熱処理後の過熱蒸気は、主容器ＭＴ内の温水と熱交換された後、予備容器ＡＴの上部空間内に戻されるので、過熱蒸気の発生に必要な熱エネルギーのコスト及び水道代等のランニングコストを低減することができる。
【００３５】
尚、被加熱物（図示せず）によっては、加熱処理後の過熱蒸気（排出蒸気）が油等で汚染されるおそれがある。従って、この場合には、予備容器ＡＴ内に更に熱交換器（図示せず）を配置すると共に、この熱交換器にパイプを接続して排出蒸気は外部に排出する構成とし、排出蒸気の熱のみを再利用することとしてもよい。また、パイプＰ３等は真空二重管に限らず、熱損失を防止し得るものであればよいが、接続長さはできるだけ短いことが望ましく、特に、図６に示すように、第２の過熱室Ｅ２と処理室ＰＣとを接続するパイプＰ６の長さをできるだけ短くすることが望ましい。
【００３６】
上記のように構成された加熱処理装置はコントローラＣＴによって制御されるが、特にコントローラＣＴによる加熱処理制御について図１０を参照して説明する。先ず、ステップ１０１にて運転準備が行われる。例えば、予備容器ＡＴに水が供給され、予備容器ＡＴ内の水位が所定位置に達したと判定されるまで供給される。この場合において、前述のように常温水を用いてもよいが、予備加熱の時間を短縮するためには温水を用いるとよい。予備容器ＡＴ内の水面が所定水位に達するとポンプ手段ＰＭが起動され、主容器ＭＴ内に水が供給され、水面が所定水位に達したと判定されるまで供給される。これらの制御もコントローラＣＴによって行われるが、ここでは運転準備として詳細な説明は省略する。
【００３７】
そして、ステップ１０２にて起動されると、ステップ１０３において電気ヒータＨ１及びＨ２がオンとされ、第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２内が所定時間（例えば５分間）加熱される。このように電気ヒータＨ１及びＨ２による加熱が所定時間行われた後、ステップ１０４からステップ１０５に進み、電気ヒータＨＡ及びＨＭがオンとされ、予備容器ＡＴ及び主容器ＭＴ内の水が加熱される。この後、予備容器ＡＴ内の水温が８０℃乃至９０℃となるように電気ヒータＨＡが制御されると共に、主容器ＭＴ内で発生する水蒸気の温度と圧力が一定（例えば１２１℃で０．１２Ｍｐａ）となるように電気ヒータＨＭが制御されるが、これについては省略する。
【００３８】
続いて、ステップ１０６に進み、電気ヒータＨ１及びＨ２がオンオフ制御され、第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２内の過熱蒸気の温度と圧力が一定（例えば３００℃で０．１２Ｍｐａ）となるように制御される。この結果、ステップ１０７において処理室ＰＣ内の温度が所定温度Ｋｔ（例えば３００℃）を超えたと判定されると、ステップ１０７からステップ１０８に進み、被加熱物（図示せず）に対する加熱処理が行われる。そして、ステップ１０９にて終了判定が行われ、過熱蒸気による加熱処理を継続する必要があると判定された場合には、ステップ１０７に戻り処理室ＰＣ内の温度が所定温度Ｋｔと比較される。処理室ＰＣ内の温度が所定温度Ｋｔ以下に低下しておれば、更にステップ１０６に戻り、再度第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２内の温度制御が行われる。ステップ１０９にて終了と判定されると、ステップ１１０にて電気ヒータＨ１等及び電動モータＭがオフとされ、終了する。
【００３９】
尚、処理室ＰＣを用いることなく過熱蒸気発生装置として過熱蒸気をそのまま供給する場合には、ステップ１０７において第２の過熱室Ｅ２内の温度を所定温度と比較し、所定温度を越えたときに過熱蒸気を出力するように構成すればよい。
【００４０】
上記の加熱処理装置（又は、過熱蒸気発生装置）の予備容器ＡＴ内の水温が７５℃である場合の装置起動後における各容器及び各室内の雰囲気温度の変化例を図１１に示す。また、予備容器ＡＴ内の水温が１０℃である場合の装置起動後における各容器及び各室内の雰囲気温度の変化例を図１２に示す。これら図１１と図１２の対比から明らかなように、処理室ＰＣ内の雰囲気温度が所定温度Ｋｔに到達するまでに要する時間を比較すると、予備容器ＡＴ内の水温が７５℃である場合における起動後の時間がｔ１であるのに対し、予備容器ＡＴ内の水温が１０℃である場合における起動後の時間がｔ２となり、予備容器ＡＴ内の水温が７５℃である場合には、１０℃である場合に比べ、所定温度Ｋｔに到達するまでの時間が約２分の１に短縮されることがわかる。
【００４１】
尚、上記のように予備容器ＡＴに７５℃の温水を供給するためには、例えば、予備容器に給湯器（図示せず）を接続すればよく、これにより、加熱処理装置（又は、過熱蒸気発生装置）全体の雰囲気温度が安定しやすくなり、過熱蒸気発生までの装置立ち上がり時間を一層短縮することができる。
【００４２】
更に、本実施形態における予備容器ＡＴ内の水温が７５℃である場合の図１１に対する比較例として、前述の過熱室を用いない理由として挙げた一般的な過熱室を用い一般的な制御を行った場合、即ち、過熱蒸気発生装置の起動後、水蒸気発生装置から低温の過熱室内に水蒸気を導入し、その内壁で結露した後、再度水蒸気になるときに大きな熱エネルギーを必要とする場合において、予備容器ＡＴ内の水温が７５℃である場合の装置起動後における各容器及び各室内の雰囲気温度の変化例を図１３に示す。この図１３における横軸のスケールは、紙面の都合上、図１１の横軸のスケールの約２分の１にせざるを得ないほど差が大きく、処理室ＰＣ内の雰囲気温度が所定温度Ｋｔに到達するまでに要する時間を図１１の態様と比較すると、本実施形態における起動後の時間ｔ１に対し、比較例における起動後の時間はｔ３（＞＞ｔ１）となり、本実施形態においては、所定温度Ｋｔに到達するまでの時間が大幅に（約５分の１）短縮されていることがわかる。
【００４３】
このように本実施形態における起動後の時間が大幅に短縮される主たる理由は、本実施形態においては、起動後に先ず、電気ヒータＨ１及びＨ２によって第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２内が所定時間加熱された後、電気ヒータＨＡ及びＨＭによって予備容器ＡＴ及び主容器ＭＴ内の水が加熱されるように構成されているので、室内で結露することなく、過熱蒸気の温度を容易に安定させ、迅速に過熱蒸気を発生させることができるからである。また、本実施形態における過熱蒸気の発生は、従来装置のような間接加熱によるものではなく、第１及び第２の過熱室Ｅ１及びＥ２内に導入された水蒸気が電気ヒータＨ１及びＨ２に直接接触する直接加熱によるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
上記の過熱蒸気発生装置及び加熱処理装置は、食品加工会社や家庭において食品等を加熱処理する装置に供することができるだけでなく、例えば一般的な製造工場における各種の加熱処理あるいは乾燥処理等、種々の用途に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係る過熱蒸気発生装置及び該装置を備えた加熱処理装置の概要を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の右側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の外観を示す正面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の外観を示す右側面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の外観を示す背面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置における予備容器の断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置における主容器の断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置における第１及び第２の過熱室の断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置における加熱処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の予備容器内の水温が７５℃である場合の装置起動後における各部の雰囲気温度の変化例を示すグラフである。
【図１２】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の予備容器内の水温が１０℃である場合の装置起動後における各部の雰囲気温度の変化例を示すグラフである。
【図１３】本発明の一実施形態に係る加熱処理装置の予備容器内の水温が７５℃である場合に対し、比較例の起動後における各部の雰囲気温度の変化例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
ＡＴ    予備容器
ＭＴ    主容器
Ｅ１    第１の過熱室
Ｅ２    第２の過熱室
ＰＣ    処理室
ＰＭ    ポンプ手段
ＨＭ，ＨＡ，Ｈ１，Ｈ２    電気ヒータ
Ｘ１    第１の熱交換器
Ｘ２    第２の熱交換器
【図１】
2005037081.tif 000003
【図２】
2005037081.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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