(57)【要約】【課題】被加熱物表面の乾燥を防ぐとともに、マイクロ波によって生じる温度分布を改善するようにした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、上方から被加熱物Ａに向けて蒸気を噴射する蒸気噴射手段３１と、下方から加熱室１０内にマイクロ波を照射するアンテナ（マイクロ波照射手段）１４とを有する構成としている。これによって、マイクロ波による加熱で被加熱物Ａの中心温度が高くて周囲温度が低くなる傾向と、下方からマイクロ波を照射することで被加熱物Ａの下部の温度が高くて上部の温度が低くなる傾向がある中で、上方から被加熱物Ａに向けて蒸気を噴射するので、被加熱物Ａの上部に直接蒸気がぶつかり短時間で上部および周囲温度を高くすることができ、被加熱物表面の乾燥を防ぐとともに、被加熱物Ａの温度分布を良くすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収納する加熱室と、被加熱物よりも上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射する蒸気噴射手段と、被加熱物よりも下方から前記加熱室内にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段とを有する加熱装置。
【請求項２】
蒸気噴射手段は、加熱室の立壁面から蒸気を噴射する構成とした請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
蒸気噴射手段は、加熱室の側壁面から蒸気を噴射する構成とした請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
蒸気噴射手段は、加熱室の左右の側壁面から蒸気を噴射する構成とした請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
蒸気噴射手段は、蒸気を発生させる蒸気発生手段と、蒸気を加熱室の上部に導く蒸気通流手段と、蒸気を加速して噴射させる噴射部とを有する構成とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項６】
噴射部は、蒸気通流手段よりも蒸気が通過する内部空間の断面積を小さくする構成とした請求項５に記載の加熱装置。
【請求項７】
噴射部は、蒸気が通過する内部空間が断面方向よりも噴射方向に長い形状として、噴射方向を加熱室底面の中央に向ける構成とした請求項５に記載の加熱装置。
【請求項８】
蒸気噴射手段により被加熱物に蒸気を噴射し、次いで、マイクロ波照射手段によりマイクロ波を照射する構成とした請求項１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、被加熱物を蒸気とマイクロ波で加熱する加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気とマイクロ波を用いる代表的な加熱装置として電子レンジがある。電子レンジのマイクロ波を用いると、ごはんなどの被加熱物を直接的にすばやく加熱できるメリットがあるが、被加熱物の水分が蒸発して表面が乾燥気味になる。そこで、最近では一般家庭向けの電子レンジにおいて、被加熱物の乾燥を防ぐために加熱室（庫内）に蒸気を充満させるものが出てきた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１０８６３９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、被加熱物を加熱する場合にマイクロ波と蒸気を併用することによって表面の乾燥を防ぐことはできるが、マイクロ波によって生じる温度分布を改善することはできない。
【０００４】
例えば、実使用の頻度が高い茶碗一杯の冷やごはんのような被加熱物、即ち、マイクロ波の波長と比べてあまり大きくなく、ひとかたまりになっていて、均質なもの（部位に寄らず誘電率が一定なもの）をマイクロ波で加熱すると、中心温度が高く周囲温度が低いという温度分布が生じる。これは半減深度の考え方で理由付けできる。半減深度とは、マイクロ波が誘電体に吸収されながら内部に浸透していくときに、電力密度が半分になる距離であらわされ、周波数に反比例、誘電率の平方根に反比例するものであり、２４５０ＭＨｚのマイクロ波で水の誘電率を約８０とした場合は、半減深度は約１ｃｍということが知られている。ごはんは水分の多い食品ではあるが米同士のあいだに隙間もあり、実測では誘電率は１０程度である。よって、ごはんの半減深度は水の√（８０／１０）倍で約３ｃｍとなる。一方、茶碗一杯のごはんの大きさは直径６〜８ｃｍ程度の球に近い形状と考えられ、外部から照射されたマイクロ波は概ね中心付近まで到達して半減することになる。ここでマイクロ波はあらゆる方向から被加熱物に入るので、それを重ね合わせて考えれば中心が最も加熱されることが容易に推定できる。例えば、単純なモデルでは、半径が半減深度に一致したとして、マイクロ波が前後、左右、上下の計６方向から１なる電力密度で照射されると、中心では０．５＊６＝３なる電力密度にさらされるのである。つまり、周囲よりも中心の方が３倍のスピードで温度上昇することになる。実際はこれほど単純ではないが、一般的に茶碗一杯の冷やごはんを２４５０ＭＨｚのマイクロ波であたためる場合、傾向として中心温度が高く周囲温度が低いという温度分布が生じる。
【０００５】
次に、マイクロ波照射手段の構成による特性がある。すなわち、加熱室内の底部に被加熱物を載置し、その下方からマイクロ波を照射する場合は、簡単な構成であるが、アンテナと被加熱物の距離がかなり近いので、どうしても被加熱物の下部にマイクロ波が多く照射され、下部の温度が高くて上部の温度が低いという傾向が生じる。一方、加熱室の壁面にあるマイクロ波照射手段からマイクロ波を照射するとともに被加熱物をターンテーブル方式で回転させる場合は、ターンテーブルなどが必要であり、しかもマイクロ波照射手段から被加熱物までの距離が遠いことと、被加熱物自体が回転してしまうことから、温度分布の傾向が明確にはならず、温度分布の改善が十分とは言えないものであった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被加熱物表面の乾燥を防ぐとともに、マイクロ波によって生じる温度分布を改善するようにした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】
【０００７】
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、被加熱物よりも上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射する蒸気噴射手段と、被加熱物よりも下方から前記加熱室内にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段とを有する構成としている。
【０００８】
これによって、マイクロ波による加熱で被加熱物の中心温度が高くて周囲温度が低くなる傾向と、下方からマイクロ波を照射することで被加熱物の下部の温度が高くて上部の温度が低くなる傾向がある中で、上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射するので、被加熱物の上部に直接蒸気がぶつかり短時間で上部および周囲温度を高くすることができ、被加熱物表面の乾燥を防ぐとともに、被加熱物の温度分布を良くすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の加熱装置は、被加熱物の上部および周囲温度を短時間で高くすることができ、被加熱物表面の乾燥を防ぐとともに、被加熱物の温度分布を良くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、被加熱物よりも上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射する蒸気噴射手段と、被加熱物よりも下方から前記加熱室内にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段とを有する加熱装置とすることにより、マイクロ波による加熱で被加熱物の中心温度が高くて周囲温度が低くなる傾向と、下方からマイクロ波を照射することで被加熱物の下部の温度が高くて上部の温度が低くなる傾向がある中で、上方から被加熱物に向けて蒸気を噴射するので、被加熱物の上部に直接蒸気がぶつかり短時間で上部および周囲温度を高くすることができ、被加熱物表面の乾燥を防ぐとともに、被加熱物の温度分布を良くすることができる。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明において、蒸気噴射手段は、加熱室の立壁面から蒸気を噴射する構成としたことにより、加熱室の天面から蒸気を噴射する構成と比較して、立壁面からの方が、万一、蒸気噴射手段の噴射部付近で蒸気が結露した水が真下に落下したとしても、被加熱物には直接かからないので、被加熱物に局部的な水溜りが発生せず、その結果、温度分布を含めた、でき映えの悪化を防ぐことができる。
【００１２】
第３の発明は、特に、第２の発明において、蒸気噴射手段は、加熱室の側壁面から蒸気を噴射する構成としたことにより、後壁面から蒸気を噴射する構成と比較して、側壁面からの方が、蒸気噴射中に万一使用者が前面ドアを開けたとしても蒸気が使用者側に向かわない。よって、使用者にとって安全性が高く、使用者が眼鏡をかけていても曇りにくく、しかも部屋に蒸気が出て行きにくいので部屋の天井などに結露しにくいものである。
【００１３】
第４の発明は、特に、第３の発明において、蒸気噴射手段は、加熱室の左右の側壁面から蒸気を噴射する構成としたことにより、左右方向への蒸気のむらが低減でき、被加熱物の上部に関して温度分布を左右対称にすることができる。
【００１４】
第５の発明は、特に、第１の発明において、蒸気噴射手段は、蒸気を発生させる蒸気発生手段と、蒸気を加熱室の上部に導く蒸気通流手段と、蒸気を加速して噴射させる噴射部とを有する構成としたことにより、蒸気を加熱室の上部から速い速度で噴射することができ、より遠距離までまっすぐ送ることができるので、容易にねらい通りの被加熱物まで届かせることができる。
【００１５】
第６の発明は、特に、第５の発明において、噴射部は、蒸気通流手段よりも蒸気が通過する内部空間の断面積を小さくする構成としたことにより、蒸気は、内部空間の断面積が広い蒸気通流手段から内部空間の断面積が狭い噴射部に送られるので、別の場所を通過していた多くの蒸気が同じ場所を通らざるを得なくなり、次々に押し出されることによって加速され、速い速度で噴射することができる。
【００１６】
第７の発明は、特に、第５の発明において、噴射部は、蒸気が通過する内部空間が断面方向よりも噴射方向に長い形状として、噴射方向を加熱室底面の中央に向ける構成としたことにより、蒸気は、噴射部の内部空間を噴射方向の形状に沿って移動しながら噴射されるので、加熱室底面の中央に向かって噴射することができる。
【００１７】
第８の発明は、特に、第１の発明において、蒸気噴射手段により被加熱物に蒸気を噴射し、次いで、マイクロ波照射手段によりマイクロ波を照射する構成としたことにより、はじめは蒸気により被加熱物の上部の温度上昇が早いが、途中からマイクロ波によって被加熱物の中心と下部の温度上昇が早くなり、互いに補い合うことになるので、被加熱物の温度分布を改善することができる。
【００１８】
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。
【００１９】
（実施の形態１）
図１〜図４は、本発明の実施の形態１における加熱装置として、電子レンジを示している。
【００２０】
図１〜図３に示すように、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Ａを載置する非導電性の誘電体材料からなる載置台１２を配している。載置台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マイクロ波照射手段であるアンテナ１４を配している。このアンテナ１４は、マイクロ波を伝送する導波管１５の終端側に配置させ、導波管１５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１６を設けている。
【００２１】
また、加熱室１０の左奥底には蒸気発生手段１７を配設している。この蒸気発生手段１７は、水溜凹部１８、水溜凹部１８を下方から加熱する水加熱手段１９および水溜凹部１８を覆う蒸気蓋２０を備えている。また、貯水タンク２１、貯水タンク２１の水を送水管２２および給水口２３を介して水溜凹部１８に給水する送水ポンプ２４を備える。
【００２２】
また、加熱室１０の左側壁面１０ａには開孔２５、２６を配置し、蒸気通流手段２７を介して連結させている。蒸気通流手段２７は、蒸気発生手段１７からの蒸気を加熱室１０の上方に導くためパイプ状に延ばした構成である。開孔２５は、蒸気発生手段１７で発生した蒸気を加熱室１０内から蒸気通流手段２７に送るための孔であり、一方の開孔２６は、左側壁面１０ａの上部に形成され、蒸気通流手段２７を介して通流してきた蒸気を加熱室１０内に戻させるための孔である。また蒸気通流手段２７には、微細化手段２８を設けている。この微細化手段２８は、必要な場合は、蒸気通流手段２７内を通流する蒸気の粒子を放電（好ましくは直流アーク放電）などを利用して微細化することができる。噴射部２９は、蒸気通流手段２７の終端に接続され、開孔２６内を貫通して左側壁面１０ａに固定されている。噴射部２９の内部空間の形状により蒸気を加速して噴射させる構成である。
【００２３】
また、蒸気発生手段１７で発生した蒸気をもれなく開孔２５方向に導くために、蒸気蓋２０とその周縁に設けた弾性材料からなるパッキン３０とで周辺への蒸気の漏れを遮蔽しているが、自由に着脱できる構成である。
【００２４】
蒸気発生手段１７、蒸気通流手段２７、噴射部２９などは、蒸気を被加熱物Ａに向けて噴射するための構成であり、これらによって蒸気噴射手段３１を形成している。
【００２５】
なお、アンテナ１４は、モータ３３によって回転駆動される。また、被加熱室収納空間１１内の温度を検出する温度検知手段３４、被加熱物Ａの表面から発する赤外線量を、透過孔３５を介して検知して表面温度を判定する赤外線検知手段３６を備える。なお、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は温度検知手段３４や赤外線検知手段３６のほかに、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。
【００２６】
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１６、蒸気発生手段１７の水加熱手段１９、送水ポンプ２４、微細化手段２８などの動作を制御する。
【００２７】
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。
【００２８】
以上により、通常、被加熱物Ａは載置台１２の中央に置くので、蒸気噴射手段３１の噴射部２９によって上方から被加熱物Ａに向けて蒸気を噴射させて加熱し、アンテナ（マイクロ波照射手段）１４によって被加熱物Ａよりも下方からマイクロ波を照射して加熱する構成としている。
【００２９】
これによって、例えば、被加熱物Ａの中でも実使用の頻度が高い茶碗一杯の冷やごはんのような食品、即ち、マイクロ波の波長（約１２０ｍｍ）と比べてあまり大きくなく、ひとかたまりになっていて、均質なもの（部位に寄らず誘電率が一定なもの）を加熱する場合、前述の通り、マイクロ波による加熱で被加熱物Ａの中心温度が高くて周囲温度が低くなる傾向（第一の傾向）がある。
【００３０】
また、下方からマイクロ波を照射することで被加熱物Ａの下部の温度が高くて上部の温度が低くなる傾向がある。下方からマイクロ波を照射する構成は最近の家庭用電子レンジに多く見られる構成で、ターンテーブル方式と比較すると、ターンテーブルなどが不要で簡単構成となり、底面が平らなので掃除がしやすいとか、隅まで広々使えるなどのメリットにより普及してきたものである。そして、設置スペースの関係で外形は大きくしたくないにも関わらず被加熱物収納空間１１はできるだけ広くしたいというニーズがあるので、載置台１２をできるだけ下方に下げることが望ましい。よって、アンテナ１４と被加熱物Ａの距離が近づくことになり、アンテナ１４から照射されるマイクロ波が被加熱物Ａの底部にダイレクトに吸収され、下部の温度が高くて上部の温度が低いという傾向（第二の傾向）が出やすくなっている。ちなみに、最近の電子レンジに関しては、アンテナ１４の上端と載置台１２の上面との距離は、３０ｍｍ以下がほとんどであり、中には１０ｍｍ程度しかない場合もある。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、上方から被加熱物Ａに向けて蒸気を噴射するので、被加熱物Ａの上部に直接蒸気がぶつかり短時間で上部および周囲温度を高くすることができできる。したがって、マイクロ波照射による第一の傾向や第二の傾向と打ち消しあうことができて、被加熱物表面の乾燥を防ぐとともに、被加熱物Ａの温度分布を良くすることができる。
【００３２】
また、蒸気噴射手段３１の噴射部２９は、加熱室１０の立壁面（本実施の形態では側壁面）から蒸気を噴射する構成としているので、天面からから蒸気を噴射する構成と比較して立壁面からの方が、万一、噴射部２９の出口付近で蒸気が結露した水が真下に落下したとしても立壁面に近いところに落ちるだけで被加熱物Ａには直接かからないので、被加熱物Ａに局部的な水溜りが発生せず、その結果、温度分布を含めた、でき映えの悪化を防ぐことができる。
【００３３】
さらに、蒸気噴射手段３１の噴射部２９は、加熱室１０の側壁面１０ａから蒸気を噴射する構成としているので、後壁面から蒸気を噴射する構成と比較して、側壁面からの方が、蒸気噴射中に万一使用者がドアを開けたとしても蒸気が使用者側に向かわない。よって、使用者にとって安全性が高く、使用者が眼鏡をかけていても曇りにくく、しかも部屋に蒸気が出て行きにくいので部屋の天井などに結露しにくいものである。
【００３４】
次に、噴射部２９は蒸気を加速して噴射させる構成としており、速い速度で噴射することができるので、より遠距離までまっすぐ送ることができ、容易にねらい通りの被加熱物Ａまで届かせることができる。
【００３５】
特に、噴射部２９は、図４のように、蒸気通流手段２７よりも蒸気が通過する内部空間の断面積を小さくして蒸気を加速する構成としている。具体的には、蒸気通流手段２７の内径Ａが１５ｍｍ前後、噴射部２９の先端の内径Ｂが５ｍｍ前後であり、径が１／３なので面積としては１／９に縮小される。よって、単位時間あたり同じ蒸気量を通過させるには面積が１／９の噴射部２９では９倍の速度で通過させることになる。つまり、蒸気が蒸気通流手段２７内を上昇しようとする速度に対して９倍の速度で、図４の右下向きに噴射させることができる。これはかなり指向性が上がることを意味しており、結局、噴射部２９から出た蒸気は、被加熱物Ａに向かって直進することができる。
【００３６】
参考までに、蒸気量が同じであれば経路が狭いほど蒸気の速度が上がり、逆に経路が同じでも発生する蒸気量が多ければ多いほど蒸気の速度は上がる。本実施の形態においては、家庭用の商用電源１００Ｖでの使用を想定して、水加熱手段１９に供給できる消費電力を１５００Ｗ以下としており、この条件では連続的に蒸気に換えられる水の量（蒸気発生能力）はせいぜい３０ｇ／ｍｉｎ以下である。一方、加熱室１０の形状に関しても家庭用を想定してあまり極端に大きなものは考えず、被加熱物収納空間１１の寸法として、幅は５００ｍｍ以下、奥行きは４００ｍｍ以下、高さは３００ｍｍ以下と考えている。この被加熱物収納空間１１の最大寸法（幅５００ｍｍ、奥行き４００ｍｍ、高さ３００ｍｍ）においては、噴射部２９を左壁面の最上部かつ前後方向中央に配置し（図２）、載置台１２の中心に向けて噴射させる場合、直線距離で約３９０ｍｍ（三平方の定理より、５００／２の二乗と、３００の二乗との和の平方根）となる。そして、３０ｇ／ｍｉｎ以下の蒸気発生能力において、３９０ｍｍを直進させるために必要な噴射部２９の先端の内径Ｂは約１０ｍｍ以下であり、できれば５ｍｍ以下が望ましい。これにより、例えば、ファンで送風するのに比べると、形状の工夫のみで実現できるので、他の部品や電力を使わずに済む。
【００３７】
また、噴射部２９は、蒸気が通過する内部空間が断面方向よりも噴射方向に長い形状として、噴射方向を被加熱物Ａが通常置かれる加熱室底面の中央に向ける構成としている。具体的には、噴射部２９の先端の内径Ｂが５ｍｍ程度なのに対して、長さＣが１０ｍｍ程度であり、蒸気は、噴射部２９の内部空間を形状に沿って、図４の右下向きに移動しながら噴射されるので、間違いなく加熱室１０底面の中央に向かって噴射することができる。
【００３８】
次に、図５〜図８の特性図を参照して、茶碗一杯の冷やごはんのあたため再加熱について説明する。いずれの図も、縦軸はごはんの温度（℃）、横軸は加熱開始からの経過時間（分）であり、冷やごはんの中心温度Ｄ、上部温度Ｅ、下部温度Ｆの３点の温度変化を示している。
【００３９】
まず、図５は、本実施の形態のように、被加熱物Ａよりも下方からマイクロ波を照射する構成において、マイクロ波（出力７００Ｗ）のみで加熱した場合であり、ごはんのいずれの部位温度も急激に上昇するが、特に中心温度Ｄの温度上昇が早く、約３５秒で１００℃に達している。そして中心温度Ｄに次いで下部温度Ｆの温度上昇が早く、前述の第一の傾向と第二の傾向が顕著に表れている。この３５秒の時点では、中心温度Ｄが充分加熱されているのに対して、上部温度Ｅと下部温度Ｆは６０℃未満と低く、加熱不足のためもう少し加熱しなければならない。しかし時間を延ばすと中心温度Ｄは加熱しすぎとなり、糊状になるなど変質していく恐れがある。よって両者のバランスを考えて約１分で止めることが望ましい。このとき３点の温度差は、最高温度が中心温度Ｄで１００℃、最低温度が上部温度Ｅで６０℃となり、その差は４０℃程度である。
【００４０】
次に、図６は、加熱室１０底面から加熱室１０内にモヤモヤと上昇する蒸気（投入電力１０００Ｗ）のみで加熱した場合であり、温度が高い順に上部温度Ｅ、下部温度Ｆ、中心温度Ｄとなる。これは蒸気がモヤモヤと天井面まで上がって充満し、徐々に下方まで充満してくるので、じわじわとごはんの上部が加熱されて温度上昇するのに対し、ごはんの下部は茶碗があるために蒸気との接触が無く茶碗からの熱伝導でのみ温度上昇する。また、ごはんの中心はさらに周囲がごはんに囲まれておりほとんど温度が上がらないことによって説明できる。しかし、ごはんのどの部分も１０分たっても温度が低すぎるし、それ以上の時間をかけるのはごはん一杯のあたために要する時間としては全く現実的では無い。また時間をかけると蒸気が加熱室１０壁面に結露してベトベトになる欠点も見られる。
【００４１】
次に、図７は、本実施の形態の構成（図１〜図４）を用いて、蒸気噴射（投入電力１０００Ｗ程度、蒸気発生能力は約１７ｇ／ｍｉｎ）のみで加熱した場合であり、温度が高い順に上部温度Ｅ、下部温度Ｆ、中心温度Ｄとなる。図６と比べるといずれの温度も高く、噴射した蒸気を直接当てる効果が出ている。特に、上部温度Ｅは２分程度で６０℃以上にあがっているが、残念ながら下部温度Ｆ、中心温度Ｄはまだまだ温度が低く、やはり１０分程度噴射しても不十分である。この場合も時間をかけると蒸気が加熱室１０壁面に結露してベトベトになる欠点が見られる。
【００４２】
次に、図８は、本実施の形態の構成（図１〜図４）を用いて、蒸気噴射（投入電力１０００Ｗ程度、蒸気発生能力は約１７ｇ／ｍｉｎ）を２分照射し、その後にマイクロ波（出力７００Ｗ）を被加熱物Ａよりも下方から照射して加熱した場合である。時間０〜２分までは蒸気のみ照射するので、これは図７と同様の温度変化を示し、上部温度Ｅのみ６０℃以上にあがり、下部温度Ｆ、中心温度Ｄはほとんど上がっていない。しかし、２分で蒸気の照射を止めてマイクロ波に切り替えると、すでに図５に示したマイクロ波のみの温度上昇の特性があらわれ、上部温度Ｅの温度上昇には歯止めがかかり、中心温度Ｄ、下部温度Ｆが急激に温度上昇を開始する。よって各部の温度が徐々に近づいていき、３分時点では、最高温度が中心温度Ｄで８０℃、最低温度が下部温度Ｆで６５℃となり、その差は１５℃程度に縮小される。よって３分時点で加熱を終了すれば、加熱しすぎの部位も無く加熱不足の部位も無く、図５〜図７のような加熱方法に比べて極めて均一に仕上がるとともに、加熱時間は３分なので、使用者が待つことができる現実的な時間に収めることができる。
【００４３】
ちなみに、時間２分以降、上部温度Ｅの温度上昇の傾きは、実は、図５で示した傾きよりも小さい。これは周囲に蒸気が有ることによって得られる特徴である。周囲に蒸気が無い図５の場合は、加熱に伴いごはん上部から水分が失われる一方なので、マイクロ波を吸収できる水分量が減っていくのに対して、図８では周囲が蒸気で覆われておりごはん上部の表面に蒸気が結露して水分量を補う効果があり、ごはん上部の水分量が異なるのである。マイクロ波のエネルギーが同じでもそれを吸収する水分量が少ない図５の場合は温度上昇が早くなり、水分量が多い図８の場合は温度上昇が緩やかになる。
【００４４】
以上により、蒸気噴射手段３１により蒸気を噴射して被加熱物Ａの上部の温度を上げてから、マイクロ波照射手段によりマイクロ波を照射する構成によって、はじめは蒸気により被加熱物Ａの上部の温度上昇が早いが、途中からマイクロ波によって被加熱物Ａの中心と下部の温度上昇が早くなり、互いに補い合うことになるので、被加熱物Ａの温度分布を改善することができる。
【００４５】
ここで、図６の特性の蒸気と、図５の特性のマイクロ波を組み合わせたらどうなるかについて説明を加える。図６の特性では上部温度Ｅの温度上昇が低くて６０℃以上にはあがらないので、いくら蒸気を噴射する時間を延ばしても上部温度Ｅが低すぎる結果となり、図８ほどの温度分布改善は見られない。また少しでも温度分布を改善するためには蒸気を供給する時間をもっと延ばさないといけないのでトータルの加熱時間が長くなってしまうものである。
【００４６】
また、図９は茶碗一杯の冷やごはんを加熱したときの重量変化を示す特性図である。加熱前のごはんの重量を基準（１００％）として、加熱直後と加熱終了後５分経過した時点での重量変化を百分率で表している。図５のマイクロ波１分で加熱終了させた場合の特性Ｇは、加熱直後９９．７％、加熱後５分で９８．９％まで減少している。図８の蒸気２分マイクロ波１分で加熱終了させた場合の特性Ｈは、加熱直後１００．９％と一旦増加し、加熱後５分で９９．８％となっている。もともと炊き立てのごはんが冷めるときには水分が蒸発して重量が減少しており、冷やごはんは水分不足のはずであるから、あたためる時には水分を補って重量を増加させるくらいの方が望ましい。特性Ｈはそれにふさわしく、あたためた後のできばえについても、特性Ｇより特性Ｈのものの方がごはんがふっくらとしてつややかにおいしく仕上がっている。
【００４７】
（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１０に基づいて説明する。
【００４８】
本実施の形態では、加熱室３７の左側壁面３７ａ、右側壁面３７ｂのそれぞれに、蒸気通流手段３８、３９と一体に形成された噴射部４０ａ〜４０ｃ、４１ａ〜４１ｃを有する構成である。蒸気通流手段３８、３９から蒸気を噴射させる出口として噴射部４０ａ〜４０ｃ、４１ａ〜４１ｃを構成し、噴射部をそれぞれ前後方向に三つずつ並べた形状である。また、加熱室３７の前面は前面ドア４２によって開閉自在となっている。なお、本実施の形態において、実施の形態１のマイクロ波照射手段１４、１６、蒸気噴射手段３１などを備えていることは同様である。
【００４９】
本実施の形態では、左右の側壁面３７ａ、３７ｂから蒸気を噴射する構成としているので、加熱室３７の中心に対して左右対称な蒸気分布を実現して蒸気のむらを低減できるので、被加熱物Ａの上部に関して温度分布を左右対称にすることが容易となり、被加熱物Ａの上部の温度むらを低減しやすい。
【００５０】
なお、噴射部４０ａ〜４０ｃの蒸気の放射と、噴射部４１ａ〜４１ｃの蒸気の放射を互いに独立して制御できるようにすれば、左右対称な蒸気分布だけでなく左側強めの分布とか右側強めの分布をつくることもできる。これは被加熱物Ａが加熱室３７の左寄り（または右寄り）に置かれたときは左側強め（または右側強め）の分布で加熱すると効率的に加熱できるなどの効果がある。
【００５１】
また、図１０では全ての噴射部部４０ａ〜４０ｃ、４１ａ〜４１ｃの向きが向かいの壁面にまっすぐ向く構成としたが、これに限定する必要は無い。すなわち、三つの噴射部のそれぞれが異なる向きを向いても良いし、噴射部４０ａ〜４０ｃと噴射部４１ａ〜４１ｃが対称で無くても良い。例えば、噴射部４０ａ〜４０ｃをやや前向き（前面ドア側）にして噴射部４１ａ〜４１ｃをやや後ろ向き（後壁面側）にすると互いの蒸気がぶつかりにくく、蒸気の粗密ができにくいので蒸気分布をより均一にすることができる。
【００５２】
（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１１に基づいて説明する。
【００５３】
本実施の形態では、加熱室１０の後壁面被加熱物Ａにおいて、その左上の隅から蒸気を噴射させる構成で、蒸気発生手段１７の水溜凹部上に誘電体からなる蒸気カバー４４ｂを配置し、発生した蒸気の全てを蒸気通流手段４４に導き、蒸気通流手段４４を介して噴射部４５ａ、４５ｂから噴射させる構成である。蒸気通流手段４４は、ガイド４４ａにより後壁面被加熱物Ａとの間に蒸気が通過できる空間を形成するもので、噴射部４５ａ、４５ｂはガイド４４ａと一体に構成したものである。この構成により、蒸気通流手段４４が加熱室１０内に配置され、蒸気発生から噴射まで蒸気の通路がすべて加熱室１０内に存在することになり、加熱室１０の壁面に開孔を設ける必要が無く、開孔近傍から蒸気が外部に漏れる心配が無い。よって発生した蒸気を無駄なく噴射に使うことができて効率的である。
【００５４】
なお、上記した各実施の形態１〜３の構成は、必要に応じて適宜組み合わせて実施することができるものであり、実施の形態そのものに限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明にかかる加熱装置は、被加熱物の上部および周囲温度を短時間で高くすることができ、被加熱物表面の乾燥を防ぐとともに、被加熱物の温度分布を良くすることができるので、食品などの各種誘電体の加熱の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１における加熱装置の正断面図
【図２】同加熱装置の左側面から見た一部切欠き断面図
【図３】同加熱装置の蒸気噴射手段を示す断面図
【図４】同加熱装置の噴射部の拡大断面図
【図５】下方からのマイクロ波により加熱されるごはんの温度特性図
【図６】下方からの蒸気により加熱されるごはんの温度特性図
【図７】上方からの蒸気噴射により加熱されるごはんの温度特性図
【図８】同加熱装置により加熱されるごはんの温度特性図
【図９】ごはんを加熱したときの重量変化の比較を示す特性図
【図１０】本発明の実施の形態２における加熱装置の加熱室を示す平断面図
【図１１】本発明の実施の形態３における加熱装置の正断面図
【符号の説明】
【００５７】
１０、３７  加熱室
１０ａ、３７ａ  左側壁面
１４  アンテナ（マイクロ波照射手段）
１７  蒸気発生手段
２７、３８、３９、４４  蒸気通流手段
２９、４０ａ〜４０ｃ、４１ａ〜４１ｃ、４５ａ、４５ｂ  噴射部
３１  蒸気噴射手段
３７ｂ  右側壁面
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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【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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