(57)【要約】【課題】加熱室内での蒸気の噴射方法を改良し、様々な被加熱物に対して適度に湿潤しながらムラを抑制した加熱を行う加熱装置を提供することを目的とする。【解決手段】被加熱物Ａを収納する加熱室１０と、加熱室１０内に蒸気を噴射する噴射口２３とを備え、噴射口２３は、加熱室１０内の被加熱物載置面１２に向けて蒸気を噴射し蒸気の強制対流を与えるように噴射方向を規定したものである。これによって、噴射された蒸気は加熱室１０内において強制対流するので、様々な形状の被加熱物Ａの周囲空間を確実にすばやく湿潤し、被加熱物Ａを適度に湿潤させながら均一に加熱させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室内に蒸気を噴射する噴射口とを備え、前記噴射口は、前記加熱室内の被加熱物載置面に向けて蒸気を噴射し蒸気の強制対流を与えるように噴射方向を規定した加熱装置。
【請求項２】
噴射口は、加熱室の側壁面に配した請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室内に蒸気を噴射する複数の噴射口とを備え、前記噴射口は前記加熱室の異なる壁面に向けて蒸気を噴射するように噴射方向を規定した加熱装置。
【請求項４】
噴射口の配置高さは略同一の高さとし、噴射方向の規定を互い違いに変えて配列した請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
噴射口は、加熱室の側壁面に配し、噴射方向は、加熱室の上下壁面とした請求項３に記載の加熱装置。
【請求項６】
噴射口は、加熱室の相対向する壁面に設け、それぞれの噴射方向を異ならせた請求項３に記載の加熱装置。
【請求項７】
加熱室の上壁面を加熱する加熱手段を配した請求項５に記載の加熱装置。
【請求項８】
上壁面の内側に蓄熱部材を配した請求項７に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気を用いて被加熱物を加熱する加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の加熱装置には、飽和水蒸気を加熱室内に噴射する吐出ノズルを備え、この吐出ノズルをフレキシブル管で構成したり、伸縮可能な構成としたりして、飽和水蒸気を集中的に食品である被加熱物に噴射させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５１４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、複数の被加熱物の同時加熱や、載置面積が大きい被加熱物の加熱には、加熱ムラを生じる課題がある。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱室内での蒸気の噴射方法を改良し、様々な被加熱物に対して適度に湿潤しながらムラを抑制した加熱を行う加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室内に蒸気を噴射する噴射口とを備え、前記噴射口は、前記加熱室内の被加熱物載置面に向けて蒸気を噴射し蒸気の強制対流を与えるように噴射方向を規定したものである。
【０００６】
これによって、噴射された蒸気は加熱室内において強制対流するので、様々な形状の被加熱物の周囲空間を確実にすばやく湿潤し、被加熱物を適度に湿潤させながら均一に加熱させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の加熱装置は、加熱室内に蒸気の強制対流を与えるように蒸気を噴射することで、様々な形状の被加熱物を均一性よく加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室内に蒸気を噴射する噴射口とを備え、前記噴射口は、前記加熱室内の被加熱物載置面に向けて蒸気を噴射し蒸気の強制対流を与えるように噴射方向を規定した加熱装置とすることにより、噴射された蒸気は加熱室内において強制対流するので、様々な形状の被加熱物の周囲空間を確実にすばやく湿潤し、被加熱物を適度に湿潤させながら均一に加熱させることができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、噴射口は、加熱室の側壁面に配したことにより、蒸気の流れを視覚化できるとともに、被加熱物載置面上の空間温度の上昇に伴って、噴射された蒸気の温度低下が抑えられ噴射される蒸気はより遠くの方向に届くようになる。この噴射方向の加熱室内温度に伴う変化により、被加熱物載置面上の空間温度はより均一化させるとともに幅広く載置された被加熱物に対しても均一な湿潤を行うことができる。
【００１０】
第３の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室内に蒸気を噴射する複数の噴射口とを備え、前記噴射口は前記加熱室の異なる壁面に向けて蒸気を噴射するように噴射方向を規定したことにより、加熱室内に複数方向の蒸気の対流を生じさせることができ、温度の低い被加熱物表面に満遍なく蒸気結露を生じさせることができ、様々な形状の被加熱物を効率よく加熱することができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第３の発明において、噴射口の配置高さは略同一の高さとし、噴射方向の規定を互い違いに変えて配列したことにより、加熱室内に複数の互い違いに異なる方向の蒸気流を生じさせることで、被加熱物表面全体への蒸気結露をより促進できるとともに加熱室全体の温度の均一化をより促進させることができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第３の発明において、噴射口は、加熱室の側壁面に配し、噴射方向は、加熱室の上下壁面としたことにより、被加熱物載置面に載置された被加熱物に左右両面から蒸気を満遍なく吹き付けることができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第３の発明において、噴射口は、加熱室の相対向する壁面に設け、それぞれの噴射方向を異ならせたことにより、それぞれの壁面から噴射した蒸気の加熱室内での対流方向が同一となり蒸気の流速を高めることになり、被加熱物への供給熱量を高めてすばやく加熱することができる。
【００１４】
第７の発明は、特に、第５の発明において、加熱室の上壁面を加熱する加熱手段を配したことにより、上壁面に衝突した蒸気を高温化させることで、高い熱量を被加熱物に供給することができる。
【００１５】
第８の発明は、特に、第７の発明において、上壁面の内側に蓄熱部材を配したことにより、上壁面に蓄熱効果を持たせることで上壁面を加熱する加熱手段と蒸気を発生させる加熱手段を同時に動作させることなく、噴射した蒸気の高温化を行うことができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１、図２は、本発明の実施の形態１における加熱装置を示すものである。
【００１８】
図１において、加熱室１０は金属材料で形成された各壁面によって電波的に閉じられており、この加熱室１０内に被加熱物Ａを収納する被加熱物収納空間１１を形成している。被加熱物収納空間１１の底面は、被加熱物載置面１２を非導電性の材料からなる載置板にて構成している。被加熱物載置面１２の下方にあって、加熱室１０を形成する底壁面１３の略中央部にマイクロ波を放射する放射アンテナ１４を配している。この放射アンテナ１４は、マイクロ波を伝送する導波管（図示していない）の終端側に配置させ、導波管の他端側にはマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段であるマグネトロン（図示していない）を設けている。
【００１９】
また、加熱室１０の左奥底には蒸気発生手段１５を配設している。この蒸気発生手段１５は、水溜凹部１６、水溜凹部１６を下方から加熱する水加熱手段１７および水溜凹部１６を覆う蒸気蓋１８を備えている。また、貯水タンク１９、貯水タンク１９の水を送水管２０および給水口（図示していない）を介して水溜凹部１６に給水する送水ポンプ２１を備える。
【００２０】
また、加熱室１０の左側壁面２２には加熱室１０内への蒸気の噴射口２３を配置させている。噴射口２３は、傾斜させた噴射経路を形成し、加熱室１０内の被加熱物載置面１２の略中央方向に向けて蒸気を噴射し蒸気の強制対流を与えるように噴射方向を規定した。この噴射口２３を備えた噴射筐体２４には、水溜凹部１６で発生した蒸気を導くように構成している。すなわち、蒸気発生手段１５で発生した蒸気は、加熱室壁面に設けた蒸気通流開孔２５に導かれ、蒸気通流開孔２５と噴射筐体２４とを連結する通流手段２６を介して噴射筐体２４に導かれる。水溜凹部１６で発生した蒸気を蒸気通流開孔２５に通流させるために、蒸気蓋１８の周縁および蒸気蓋１８と蒸気通流開孔２５との接続部は弾性材料で成形した部材を配し、発生した蒸気を略密閉させる空間を形成している。
【００２１】
このような構成により、水溜凹部１６で発生した蒸気は左側壁面２２に設けた蒸気通流開孔２５および通流手段２６を介して噴射筐体２４に導かれ、規定した噴射方向である被加熱物載置面１２に向かって噴射される。
【００２２】
なお、噴射口２３は、噴射方向を同一方向に規定したものを複数個（例えば、３個）、加熱室１０の前後方向に所定間隔にて配列させれば、加熱室１０内全体に効果的に蒸気を噴射させることができる。
【００２３】
また、放射アンテナ１４は、モータ（図示していない）によって回転駆動される。また、加熱制御を効果的に行うための加熱情報センシング関連の検出手段として被加熱室収納空間１１内の温度を検出する温度検知手段、被加熱物Ａの表面から発する赤外線量を検知して表面温度を判定する赤外線検知手段、加熱室１０内の湿度を検出する手段などを付帯させることができる。
【００２４】
また、制御手段（図示していない）は、操作部（図示していない）からの操作入力信号や各検知手段からの信号に基づき、マイクロ波発生手段であるマグネトロン、蒸気発生手段１５の加熱手段である水加熱手段１７などの動作を制御する。加熱条件、制御条件などは、記憶手段（制御手段と一体）に一時的あるいは恒久的に記憶される。操作部には表示部、自動加熱操作キー、手動加熱設定キー、加熱開始キーなどが配設される。
【００２５】
次に、上記構成からなる加熱装置について、その動作、作用を説明する。
【００２６】
操作部からの操作により被加熱物収納空間１１の被加熱物載置面１２上に載置された被加熱物Ａの加熱が開始されると、制御手段はマイクロ波発生手段であるマグネトロン、水加熱手段１７の動作を加熱条件に従って開始する。
【００２７】
冷めた被加熱物Ａをあたため再加熱する場合、制御手段は、まずマグネトロンを動作させると同時に赤外線検知手段の検知信号を取り込む。赤外線検知手段の検知信号により、周囲の温度と異なる温度領域あるいは一定時間加熱後に温度上昇が認められた領域に被加熱物Ａがあると検知する。そして、制御手段は、赤外線検知手段の検知信号に基づいて、被加熱物Ａの存在領域での温度分布を時々刻々判別し、最高温度と最低温度との温度差が予め決めた既定値以上になると、給水用の送水ポンプ２１を動作させて水溜凹部１６に所定量の水の給水を開始し、マグネトロンの動作を停止する。そして直ちに蒸気発生手段１５の動作を開始する。蒸気発生手段１５は発生蒸気量を水加熱手段１７の動作あるいは送水ポンプ２１の動作による給水水量によって可変できる。
【００２８】
蒸気発生手段１５で生じたガス状の蒸気は、蒸気蓋１８により蒸気通流開孔２５に導かれ通流手段２６を通流して噴射筐体２４に導かれる。噴射筐体２４内に導かれた蒸気は、噴射口２３から被加熱物載置面１２の略中央方向を目掛けて噴射され、加熱室１０内に拡散していく。被加熱物Ａの表面温度が拡散した蒸気温度より低い場合、蒸気は被加熱物Ａの表面に吸い込まれていく。このとき被加熱物Ａ表面において温度の低い領域での凝縮が温度の高い領域の凝縮よりも多くなり、被加熱物Ａ表面の温度ムラが抑制される。また表面での凝縮熱が被加熱物内部に伝導して被加熱物Ａ全体の加熱が促進される。
【００２９】
被加熱物Ａの含水量が少ない場合やミンチ肉のような多孔質状のものは、蒸気が強く衝突することで被加熱物Ａの表面にとどまらず、被加熱物Ａの表面よりも内部に侵入して凝縮するので、被加熱物Ａはより多くの凝縮熱を受け取り加熱が促進されることになる。
【００３０】
図２は、本実施の形態における加熱装置における加熱室１０内の平面温度分布の時間変化を示している。図２（ａ）は、蒸気が噴射されて５０秒後、図２（ｂ）は、８０秒後の温度分布をそれぞれ示す。加熱室１０の形状は、幅、奥行き、高さは、それぞれ４１０ｍｍ、３３０ｍｍ、２３０ｍｍ、温度分布の高さは被加熱物載置面１２より４０ｍｍ、噴射口２３の被加熱物載置面１２からの高さは１２０ｍｍ、噴射口２３は３０ｍｍ間隔にて３個配列させ、発生蒸気量は毎分２０ｃｃの場合である。
【００３１】
また、図２の等温線は５℃ピッチで、色が濃くなるほど高温を示す。また、図２（ａ）の最低温度帯は２５℃、図２（ｂ）の最低温度帯は５０℃である。図２より、蒸気の噴射を続けることで被加熱物載置面１２上の空間温度が高くなり、噴射された蒸気温度の低下が抑制されて、噴射方向が噴射面である左側壁面２２よりも遠くの方向に移動することが認められる。
【００３２】
これにより、被加熱物載置面１２上の自由な位置に載置された被加熱物Ａを蒸気で確実に包み込むことができ、被加熱物Ａ周囲空間はすばやく昇温するとともに被加熱物Ａを適度に湿潤しながら均一に加熱することができる。
【００３３】
また、噴射口２３を加熱室１０の側壁面に配した構成によれば、前面扉を透して蒸気の流れを視覚化できる。なお、蒸気供給とマイクロ波供給の制御は、上記説明に限定されるものではなく、湿潤作用を高める場合は、蒸気供給を先にして後からマイクロ波供給するなど、被加熱物Ａの加熱の形態にあわせて、適宜最適な制御を行うものである。
【００３４】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における加熱装置について、図３に基づいて説明する。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
本実施の形態では、通流手段２６を介して蒸気が導かれる噴射筐体３０には、噴射方向の規定を互い違いに変えて配列した噴射口３１ａ、３１ｂを設けている。この噴射口３１ａ、３１ｂの配置高さは略同一の高さとし、加熱室１０の高さ方向の略中央である左側壁面２２に配列させている。
【００３６】
そして、噴射口３１ａ、３１ｂは加熱室１０の異なる壁面に向けて蒸気を噴射するように噴射方向を規定している。本実施の形態では、噴射口３１ａは、被加熱物載置面１２（下壁面に相当）の略中央方向に噴射方向を規定し、噴射口３１ｂは加熱室１０の上壁面３２の略中央方向に噴射方向を規定させている。
【００３７】
このような構成にすることで、加熱室１０内に複数方向の蒸気の対流を生じさせることができ、温度の低い被加熱物表面に満遍なく蒸気結露を生じさせることができ、様々な形状の被加熱物Ａを効率よく加熱することができる。
【００３８】
また、噴射口３１ａ、３１ｂの配置高さは略同一の高さとし、噴射方向の規定を互い違いに変えて配列することで、加熱室１０内に複数の互い違いに異なる方向の蒸気流を均等に生じさせることで、被加熱物Ａ表面全体への蒸気結露をより促進できるとともに加熱室１０全体の温度の均一化をより促進させることができる。
【００３９】
さらには、噴射口３１ａ、３１ｂを加熱室１０の側壁面に配し、噴射方向は、加熱室１０の上下壁面とすることで、被加熱物載置面１２に載置された被加熱物Ａに左右両面から蒸気を満遍なく吹き付けることができる。
【００４０】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における加熱装置について、図４に基づいて説明する。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
本実施の形態では、加熱室１０の左側壁面２２およびそれに対向する右側壁面４０にはそれぞれの壁面の略中央に噴射筐体４１および４２を配している。また、それぞれの噴射筐体４１、４２に導く蒸気発生手段１５、４３をそれぞれ独立して構成し、それに対応した送水ポンプ２１ａ、２１ｂおよび通流手段２６ａ、２６ｂを配している。
【００４２】
また、加熱室１０の上壁面３２を加熱する加熱手段４４を加熱室１０の外側に配し、上壁面３２の内側略中央部にセラミック材からなる板状の蓄熱部材４５を配している。
【００４３】
そして、噴射筐体４１に設けた噴射口４６は、被加熱物載置面１２の略中央部を目掛けて蒸気を噴射するように規定し、噴射筐体４２に設けた噴射口４７は、上壁面３２の略中央部に配した蓄熱部材４５を目掛けて蒸気を噴射するように規定させている。
【００４４】
このような構成によれば、加熱室１０の相対向する壁面に設けた噴射口４６、４７から噴射される蒸気の流れは同一方向（図４中の４８で示す）となり加熱室１０内を流れる蒸気の流速を大きくでき、被加熱物Ａへの供給熱量を高めてすばやく加熱することができる。
【００４５】
また、加熱室１０の上壁面３２を加熱する加熱手段４４を配することで、上壁面３２に衝突した蒸気を高温化させ、高い熱量を被加熱物Ａに供給することができる。
【００４６】
さらにまた、上壁面３２の略中央部に蓄熱部材４５を配することで、加熱手段４４によって加熱された熱を蓄熱部材４５が蓄熱するので、上壁面３２を加熱する加熱手段４４と蒸気を発生させる水加熱手段１７を同時に動作させることなく、噴射した蒸気の高温化を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる加熱装置は、加熱室内に蒸気の強制対流を与えるように蒸気を噴射することで、様々な形状の被加熱物を均一性よく加熱することができるので、電子レンジ、オーブンレンジ、オーブンあるいはグリラーなどと複合させた調理装置の加熱調理はもとより、半導体装置、乾燥装置などの工業分野での加熱装置にも展開することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１における加熱装置を一部切欠いて示した正断面図
【図２】（ａ）同加熱装置の加熱室内平面温度分布を示す図（ｂ）（ａ）より時間経過後の加熱室内平面温度分布を示す図
【図３】本発明の実施の形態２における加熱装置を一部切欠いて示した正断面図
【図４】本発明の実施の形態３における加熱装置を一部切欠いて示した正断面図
【符号の説明】
【００４９】
１０  加熱室
１２  被加熱物載置面
１５、４３  蒸気発生手段
２２  左側壁面
２３、３１ａ、３１ｂ、４６、４７  噴射口
３２  上壁面
４０  右側壁面
４４  加熱手段
４５  蓄熱部材
Ａ  被加熱物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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