特許 7190627 過熱蒸気発生装置及び調理器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-08

(45)【発行日】2022-12-16

(54)【発明の名称】過熱蒸気発生装置及び調理器

(51)【国際特許分類】

   F24C 1/00 20060101AFI20221209BHJP

   F22G 1/16 20060101ALI20221209BHJP

   F22B 1/28 20060101ALN20221209BHJP

【ＦＩ】

F24C1/00 320B

F24C1/00 320C

F22G1/16

F22B1/28 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018155890

(22)【出願日】2018-08-23

(65)【公開番号】P2020029991

(43)【公開日】2020-02-27

【審査請求日】2021-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】野村 周平

(72)【発明者】

【氏名】新田 浩朗

(72)【発明者】

【氏名】後藤 孝夫

(72)【発明者】

【氏名】平石 裕二

【審査官】上尾 敬彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３１７０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０４４８８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｃ １／００

Ｆ２２Ｇ １／１６

Ｆ２２Ｂ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱容器と、
前記加熱容器に水を供給する給水口と、
前記加熱容器を加熱することで前記給水口から前記加熱容器に供給された水を蒸発させる蒸発ヒータと、
前記蒸発ヒータにより生成した蒸気が通るパイプと、
前記パイプの外側に配置され、前記パイプを加熱することで前記パイプ内を通過する蒸気を過熱する過熱ヒータと、を備え、
前記蒸発ヒータと前記過熱ヒータは２つ以上の直線部を有し、
対向する前記蒸発ヒータの直線部と前記過熱ヒータの直線部とが並列且つ平行になるように構成し、
前記蒸発ヒータと前記過熱ヒータの断面中心の軸間距離の最小距離が、
前記蒸発ヒータの直線部の断面中心の軸間距離の最大距離および前記過熱ヒータの直線部の断面中心の軸間距離の最大距離よりも短くなるように構成された過熱蒸気発生装置。

【請求項2】

前記給水口から給水された水は前記蒸発ヒータの長手方向に沿って移動し、前記蒸発ヒータによって生成した蒸気は、前記蒸発ヒータもしくは前記過熱ヒータの長手方向に沿って移動するように構成された請求項１に記載の過熱蒸気発生装置。

【請求項3】

前記パイプ内には熱交換促進部が設けられ、
前記熱交換促進部は芯棒と、前記芯棒の外周に巻きつけられた螺旋体で構成された請求項１に記載の過熱蒸気発生装置。

【請求項4】

加熱容器と、
前記加熱容器に水を供給する給水口と、
前記加熱容器を加熱することで前記給水口から前記加熱容器に供給された水を蒸発させる蒸発ヒータと、
前記蒸発ヒータにより生成した蒸気が通るパイプと、
前記パイプの外側に配置され、前記パイプを加熱することで前記パイプ内を通過する蒸気を過熱する過熱ヒータと、を備え、
前記蒸発ヒータと前記過熱ヒータは２つ以上の直線部を有しており、
前記蒸発ヒータと前記過熱ヒータの軸間距離の最小距離が、
前記蒸発ヒータの直線部の軸間距離の最大距離および前記過熱ヒータの直線部の軸間距離の最大距離よりも短くなるように構成され、
前記蒸発ヒータと、前記パイプと、前記過熱ヒータがそれぞれ前記加熱容器と密着するように構成された過熱蒸気発生装置。

【請求項5】

前記パイプと前記過熱ヒータの間に伝熱部が設けられ、
前記加熱容器と前記給水口と前記蒸発ヒータで構成された蒸発部と、前記パイプと前記過熱ヒータと前記伝熱部で構成された過熱部が接合する接合部を備えた請求項１に記載の過熱蒸気発生装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１つに記載の過熱蒸気発生装置を備えた調理器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、１００℃以上の蒸気を生成する過熱蒸気発生装置、及びこの過熱蒸気発生装置を備える調理器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の過熱蒸気発生装置としては、特許文献１に開示されたものがある。図１１は特許文献１に記載の過熱蒸気発生装置の断面図である。図１１に示すように、この過熱蒸気発生装置の蒸気生成容器３０内には蒸発ヒータ３２が埋設されており、蒸気生成容器３０内の蒸発ヒータ３２よりも高所の位置には過熱ヒータ３３が埋設されている。蒸気生成容器３０内には蒸気生成室３１が設けられており、蒸発ヒータ３２は給水口３５から蒸気生成室３１内に供給された水を蒸発させ、蒸気を生成する。生成された蒸気ｂは蒸気生成室３１内を上昇途中に、過熱ヒータ３３により加熱されたフィン群３４と接触し、フィン群３４によって蒸気ｂは過熱され、蒸気口３６から蒸気生成容器３０外部に放出される。この構成にすることで、蒸気ｂを過熱ヒータ３３に供給するためのファン装置が不要になるため、構成を簡略化させることができる。また、過熱蒸気発生装置を取り付ける調理器内の調理室の有効面積がファン装置の影響で削減されることもなくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－３４９３１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の過熱蒸気発生装置では、同一の蒸気生成容器３０内に蒸発ヒータ３２と過熱ヒータ３３を埋設した構成にすることで、蒸発ヒータ３２の熱をフィン群３４まで伝達させることができ、蒸発ヒータ３２の熱を蒸気の過熱にも使用することができる。また、過熱ヒータ３３の熱は蒸気生成容器３０の蒸発ヒータ３２近傍に伝達することで蒸気生成室３１内の水を蒸発させることに使用することもできる。このような構成にすることで、蒸発ヒータ３２による水の昇温、蒸発に使用される熱もしくは過熱ヒータ３３で蒸気を過熱する熱に使用されない熱の余剰分をもう一方に供給することで、熱を有効活用し、より効率的な加熱を実現できる。

【0005】

しかしながら、特許文献１の過熱蒸気発生装置では、蒸発ヒータ３２により生成された蒸気が、上昇途中で過熱ヒータ３３によって加熱されたフィン群３４によって過熱される構成のため、フィン群３４と蒸気の伝熱面積を十分に確保するためには、蒸気生成容器３０の高さ方向の寸法を大きくする必要がある。この場合、蒸発ヒータ３２と過熱ヒータ３３の軸間距離が大きくなり、蒸発ヒータ３２もしくは過熱ヒータ３３の熱がもう一方の過熱ヒータ３３もしくは蒸発ヒータ３２に伝達するまでの経路において放熱量が増加し、熱効率が低減してしまう課題がある。

【0006】

本発明は、蒸発ヒータの直線部の軸間距離と過熱ヒータの直線部の軸間距離よりも、蒸発ヒータと過熱ヒータの軸間距離を短くする構成にすることで、蒸発ヒータが過熱ヒータ近傍に伝達させる経路もしくは過熱ヒータが蒸発ヒータ近傍に伝達させる経路での放熱量を低減させることができ、熱効率を向上させることができる過熱蒸気発生装置及びこの過熱蒸気発生装置を備える調理器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、本発明の過熱蒸気発生装置は、
加熱容器と、前記加熱容器に水を供給する給水口と、前記加熱容器を加熱することで前記給水口から前記加熱容器に供給された水を蒸発させる蒸発ヒータと、前記蒸発ヒータにより生成した蒸気が通るパイプと、前記パイプの外側に配置され、前記パイプを加熱することで前記パイプ内を通過する蒸気を過熱する過熱ヒータと、を備え、前記蒸発ヒータと前記過熱ヒータはそれぞれ２つ以上の直線部を有しており、前記蒸発ヒータと前記過熱ヒータの軸間距離の最小距離が、前記蒸発ヒータの直線部の軸間距離の最大距離および前記過熱ヒータの直線部の軸間距離の最大距離よりも短くなるように構成するものである。

【0008】

これによって、蒸発ヒータが過熱ヒータ近傍に伝達させる経路もしくは過熱ヒータが蒸発ヒータ近傍に伝達させる経路での放熱量を低減することで、熱効率を向上させた過熱蒸気生成装置を提供することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明では、蒸発ヒータの直線部の軸間距離と過熱ヒータの直線部の軸間距離よりも、蒸発ヒータと過熱ヒータの軸間距離を短くする構成にすることで、蒸発ヒータが過熱ヒータ近傍に伝達させる経路もしくは過熱ヒータが蒸発ヒータ近傍に伝達させる経路での放熱量を低減させることができ、熱効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態１における過熱蒸気発生装置の斜視図

【図2】本発明の実施の形態１における過熱蒸気発生装置の分解斜視図

【図3】図１におけるＸ方向から見た同過熱蒸気発生装置の外観図

【図4】図１におけるＹ方向から見た同過熱蒸気発生装置の外観図

【図5】図３におけるＡ－Ａ線断面図

【図6】図４におけるＢ－Ｂ線断面図

【図7】図４におけるＣ－Ｃ線断面図

【図8】本発明の実施の形態１における過熱蒸気発生装置を搭載したオーブンの構成の模式図

【図9】本発明の実施の形態２における過熱蒸気発生装置の斜視図

【図10】本発明の実施の形態２における過熱蒸気発生装置の分解斜視図

【図11】特許文献１に示す従来の過熱蒸気発生装置の概略構成を示す模式断面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

第１の発明は、加熱容器と、前記加熱容器に水を供給する給水口と、前記加熱容器を加熱することで前記給水口から前記加熱容器に供給された水を蒸発させる蒸発ヒータと、前記蒸発ヒータにより生成した蒸気が通るパイプと、前記パイプの外側に配置され、前記パイプを加熱することで前記パイプ内を通過する蒸気を過熱する過熱ヒータと、を備え、前記蒸発ヒータと前記過熱ヒータはそれぞれ２つ以上の直線部を有しており、前記蒸発ヒータと前記過熱ヒータの軸間距離の最小距離が、前記蒸発ヒータの直線部の軸間距離の最大距離および前記過熱ヒータの直線部の軸間距離の最大距離よりも短くなるように構成された過熱蒸気生成装置である。

【0012】

これにより、蒸発ヒータと過熱ヒータの距離が近づくことで、蒸発ヒータの熱が過熱ヒータ近傍に熱が伝達するもしくは過熱ヒータの熱が蒸発ヒータ近傍に伝達する経路での放熱量を低減することができ、熱効率を向上させることできる。

【0013】

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記給水口から給水された水は前記蒸発ヒータの長手方向に沿って移動し、前記蒸発ヒータによって生成した蒸気は、前記蒸発ヒータもしくは前記過熱ヒータの長手方向に沿って移動するように構成された過熱蒸気発生装
置である。

【0014】

これにより、水が移動する加熱容器内の流路に対して蒸発ヒータの距離が近い状態を維持しやすくなり、蒸発ヒータからの熱が水に伝達しやすくなることで、水を効率的に昇温、蒸発させることができる。また、蒸発した蒸気が移動する流路においても、蒸発ヒータの距離が近い状態を維持しやすくなり、過熱ヒータの熱が蒸気に伝達しやすくなることで、蒸気の温度を効率的に高められる。また、蒸発ヒータで加熱される水は、蒸発ヒータに沿った流路途中で蒸発した場合、残りの蒸発ヒータに沿った流路において１００℃以上に過熱することもできる。

【0015】

第３の発明は、特に、第１の発明において、前記パイプ内には熱交換促進部が設けられ、前記熱交換促進部は芯棒と、前記芯棒の外周に巻きつけられた螺旋体で構成された過熱蒸気発生装置である。

【0016】

これにより、パイプ内を通過する蒸気は、螺旋体に沿ってパイプ内を移動することで、過熱ヒータにより昇温したパイプ内面と蒸気の接触面積が拡大することでき、熱交換効率を向上させることができる。

【0017】

第４の発明は、特に、第１の発明において、前記蒸発ヒータと、前記パイプと、前記過熱ヒータそれぞれが前記加熱容器と密着するように構成された過熱蒸気発生装置である。

【0018】

これにより、蒸発ヒータの熱が過熱ヒータ近傍に熱が伝達するもしくは過熱ヒータの熱が蒸発ヒータ近傍に伝達するときに、熱を介する物質を加熱容器のみにすることで、素早い熱移動が可能となる。

【0019】

第５の発明は、特に、第１の発明において、前記パイプと前記過熱ヒータの間に伝熱部が設けられ、前記加熱容器と前記給水口と前記蒸発ヒータで構成された蒸発部と、前記パイプと前記過熱ヒータと前記伝熱部で構成された過熱部が接合する接合部を備えた過熱蒸気発生装置である。

【0020】

これにより、パイプの外部に設けられた過熱ヒータの熱が伝熱部を介してパイプに伝達されることで、過熱ヒータの熱がパイプに効率的に伝達され、過熱ヒータの熱で効率的に蒸気を過熱することが可能となる。また、接合部で蒸発部と過熱部を接合させることで、蒸発ヒータの熱が過熱部に熱が伝達するもしくは過熱ヒータの熱が蒸発部に伝達するときに、熱伝達の抵抗になる物質を介することを極力減らすことで、素早い熱移動が可能となる。

【0021】

第６の発明は、第１～５のいずれか１つの発明の過熱蒸気発生装置を備えた調理器である。これにより、過熱蒸気を使用した高性能な調理が可能となる。

【0022】

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。また、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。

【0023】

（実施の形態１）
図１～図８を用いて、本発明の実施の形態１における過熱蒸気発生装置の構成とその過熱蒸気発生装置を備えた調理器について説明する。図１には本発明の実施の形態１における過熱蒸気発生装置の斜視図を示す。図２には本発明の実施の形態１における過熱蒸気発生装置の分解斜視図を示す。図３には図１におけるＸ方向から見た同過熱蒸気発生装置の外観図を示す。図４には図１におけるＹ方向から見た同過熱蒸気発生装置の外観図を示す。図５には図３におけるＡ－Ａ線断面図を示す。図６には図４におけるＢ－Ｂ線断面図を
示す。図７には図４におけるＣ－Ｃ線断面図を示す。図８には本発明の実施の形態１における過熱蒸気発生装置を搭載したオーブンの構成の模式図を示す。

【0024】

図１～図７に示すように、本実施の形態１における過熱蒸気発生装置１０は、空間状の加熱容器内１１Ａを有する加熱容器１１と、加熱容器１１の開口部を塞ぐように構成された加熱容器カバー１２と、加熱容器カバー１２の外側面に取り付けられ、加熱容器内１１Ａに水を供給する給水管１３Ａを有している。給水管１３Ａの一端である給水口１３は、加熱容器内１１Ａと連通している。加熱容器内１１Ａには、給水口１３から供給された水が流れる流路が蛇行するように複数のフィンが形成されている。

【0025】

加熱容器内１１Ａは、略直方体で形成され、一方の短辺部がＵ字形状で形成されている。過熱蒸気発生装置１０は、Ｕ字形状で形成されたヒータである蒸発ヒータ１４と過熱ヒータ１５をさらに有している。加熱容器内１１Ａに蒸発ヒータ１４と過熱ヒータ１５とパイプ１６が密着するように、加熱容器１１に蒸発ヒータ１４と過熱ヒータ１５とパイプ１６が埋設されている。蒸発ヒータ１４は、加熱容器１１を加熱することで給水口１３から加熱容器１１に供給された水を蒸発させる構成である。パイプ１６は、蒸発ヒータ１４により加熱容器内１１Ａで生成された蒸気が通る構成である。パイプ１６の一端は加熱容器カバー１２と離間し、加熱容器内１１Ａと連通している。過熱ヒータ１５は、パイプ１６の外側に配置され、パイプ１６を加熱することでパイプ１６内を通過する蒸気を過熱する構成である。

【0026】

図４と図６に示すように、外部から給水管１３Ａを通して給水口１３から水が加熱容器内１１Ａに供給される。外部から供給される水は水道水を想定しており、通常０～３０℃の温度で供給される。加熱容器内１１Ａに供給された水ａは加熱容器内１１Ａの蒸発ヒータ１４の長手方向となる直線部１４ｂに沿った流路を通る。直線部１４ｂに沿った流路を形成することで、加熱容器内１１Ａの流路と蒸発ヒータ１４の距離が近い構成となり、流路に蒸発ヒータ１４の熱が伝達しやすくなる。加熱容器内１１Ａに給水された水ａは加熱容器内１１Ａの流路を通り、水ａは蒸発ヒータ１４によって加熱された加熱容器１１から熱を受けて加熱される。加熱容器１１の流路は水ａが蛇行するように構成することで、加熱容器１１と水ａとの接触面積を増加させ、熱交換効率を向上させることもできる。加熱容器内１１Ａで加熱された水ａは加熱容器内１１Ａが大気圧とした場合、１００℃付近に達すると蒸発し始める。蒸発した水ａは図６中、点線で示す蒸気ｂとして加熱容器内１１Ａを移動する。加熱容器内１１Ａの流路途中で蒸発した場合、蒸気ｂはパイプ１６に到達するまでの加熱容器内１１Ａの流路で１００℃以上に過熱させることも可能である。

【0027】

蒸発ヒータ１４により蒸発した加熱容器内１１Ａの蒸気ｂは、図５と図６に示すようにパイプ１６へ移動する。図７ないし図９に示すようにパイプ１６の外部には過熱ヒータ１５が設けてあり、過熱ヒータ１５の熱は加熱容器１１を介してパイプ１６に伝達する構成となっている。パイプ１６を通過する１００℃以上の蒸気ｂは、過熱ヒータ１５によって加熱されたパイプ１６内面と接触し、過熱されることでさらに昇温し、パイプ１６の他端から外部に排出される。

【0028】

また、図５と図７に示すように、パイプ１６内には熱交換促進部１７が設けられており、熱交換促進部１７はパイプ１６中央に配置された芯棒１７ａと芯棒１７ａの外周に巻きつけられた螺旋体１７ｂで構成されている。芯棒１７ａと螺旋体１７ｂは、螺旋体１７ｂと芯棒１７ａの接合部１７ｃの位置で溶接され、固定される。螺旋体１７ｂとパイプ１６は、螺旋体１７ｂとパイプ１６の接合部１７ｄの位置で溶接され、固定される。蒸発ヒータ１４で蒸発した加熱容器内１１Ａの蒸気ｂはパイプ１６中央部の芯棒１７ａの外側を流れ、螺旋体１７ｂに沿って流れ、一部の蒸気ｂは芯棒１７ａと螺旋体１７ｂ、螺旋体１７ｂとパイプ１６それぞれの隙間を直進する。螺旋体１７ｂに沿って移動する蒸気は、パイ
プ１６内面との接触面積が大きくなり、熱交換効率を向上させることができる。螺旋体１７ｂに沿わない蒸気も芯棒１７ａによりパイプ１６内面から距離が離れ、熱が伝わりにくいパイプ１６中央部に蒸気を通過させないようにすることで、パイプ１６内面近傍を蒸気が通過するようにすることで熱交換効率を向上させる効果もある。また、熱交換促進部１７を設けることで、パイプ１６内の流路面積が小さくなり、蒸気ｂの流速が早くなることで、パイプ１６内面と蒸気ｂの対流熱流束を大きくすることができる。熱交換促進部１７を設けることで、例えば過熱ヒータ１５を３００℃を越えない温度で制御したとしても、過熱蒸気の温度を２５０℃以上に昇温させることも可能となる。

【0029】

図３と図４と図７を用いて蒸発ヒータ１４と過熱ヒータ１５の位置関係について説明する。蒸発ヒータ１４と過熱ヒータ１５は断面が円形となる形状、例えばシーズヒータとした場合、図７のように断面の中央部が蒸発ヒータ軸１４ａ、過熱ヒータ軸１５ａとなる。

【0030】

蒸発ヒータ１４と過熱ヒータ１５の各ヒータの形状をＵ字形状とした場合、図６の蒸発ヒータ１４の直線部１４ｂのように同一ヒータ内に２つの直線部を有する。また、蒸発ヒータ１４と過熱ヒータ１５の直線部が平行になるように構成した場合、図７における蒸発ヒータ軸間距離ｄおよび過熱ヒータ軸間距離ｅはそれぞれ蒸発ヒータ１４の直線部の軸間距離および過熱ヒータ１５の直線部の軸間距離の最大の軸間距離となる。

【0031】

本実施の形態における過熱蒸気発生装置１０は蒸発ヒータ１４の直線部１４ｂの軸間距離ｄの最大距離および過熱ヒータ１５の直線部の軸間距離ｅの最大距離よりも蒸発ヒータ１４と過熱ヒータ１５の軸間距離ｃの最小値が小さくなるように構成している。このような構成にすることで、蒸発ヒータ１４の熱が過熱ヒータ１５近傍までの伝達しやすくなり、蒸発ヒータ１４の熱をパイプ１６を通過する蒸気の過熱にも使用することができる。また、反対に過熱ヒータ１５の熱が蒸発ヒータ１４近傍に伝達しやすくなることで、過熱ヒータ１５の熱を水の蒸発に使用することもできる。

【0032】

蒸発ヒータや過熱ヒータは１つのＵ字形状のヒータだけでなはなく、２本以上の直線形状のヒータで構成されるものや、２回以上曲げた構成のものも考えられ、このような構成においても、蒸発ヒータの直線部の軸間距離の最大距離および過熱ヒータの直線部の軸間距離の最大距離よりも蒸発ヒータと過熱ヒータの軸間距離の最小値が小さくなるように構成することで、同様の効果を得られる。

【0033】

本実施の形態の過熱蒸気発生装置１０の想定する使用方法としては、まず過熱ヒータ１５を１００℃以上の所定の温度になるまで予熱し、その後給水口１３から加熱容器内１１Ａに水を供給し、蒸発ヒータ１４で水を蒸発させ、蒸発した蒸気を過熱ヒータ１５で加熱されたパイプ１６を通過させることで過熱して、１００℃以上の所定の温度の過熱蒸気を外部に排出する。

【0034】

例えば、１０℃の水を０．３ｇ／ｓで供給する条件において、水の比熱を４．２Ｊ／（ｇ・℃）、蒸発潜熱を２２５０Ｊ／ｇとした場合、１秒間で水を蒸発させるには最低約７９０Ｗの電力が必要となる。１００℃の蒸気が０．３ｇ／ｓでパイプ１６を通過する条件において、過熱ヒータ１５で２５０℃まで昇温させる場合は、水蒸気の比熱を２．１Ｊ／（ｇ・℃）とした場合、必要な最低電力は約１００Ｗであり、蒸発ヒータ１４と比較して、消費電力は小さくて済む。

【0035】

しかしながら、蒸気を過熱するためには、過熱ヒータ１５、パイプ１６、パイプ１６周囲の加熱容器１１の温度も予熱段階で所定の温度まで昇温させる必要があり、予熱時間が規定されている場合、１００Ｗでは規定された予熱時間内に所定の温度まで昇温させることができない可能性がある。

【0036】

反対に、規定された予熱時間内に所定の温度まで昇温させるために過熱ヒータ１５の消費電力を１００Ｗ以上に設計した場合、予熱完了後は消費電力が過剰となり、過熱ヒータ１５を所定の温度で制御するためにＯＮ／ＯＦＦを繰り返すこととなるが、過熱蒸気発生装置全体で使用できる消費電力が限られている場合、過熱ヒータ１５がＯＦＦの状態での電力が熱として使用できず、無駄になってしまう。

【0037】

例えば過熱蒸気装置全体の消費電力を１３００Ｗ以下とする条件で、予熱時間内に過熱ヒータ１５、パイプ１６、パイプ１６周囲の加熱容器１１を所定の温度まで昇温させるのに６００Ｗ必要とした場合、蒸発ヒータ１４で使用できる消費電力は７００Ｗ以下となる。水を０．３ｇ／ｓで蒸発させたい場合、蒸発ヒータ１４の消費電力は足りない。

【0038】

また、一旦予熱が完了した過熱ヒータ１５は蒸気の過熱には１００Ｗで十分なため、蒸発ヒータ１４では消費電力が不足しているにも関わらず過熱ヒータ１５では５００Ｗが余剰となってしまうことになる。

【0039】

このとき、本実施の形態のように蒸発ヒータ１４と過熱ヒータ１５の軸間距離ｃの距離を小さくし、過熱ヒータ１５の熱を蒸発ヒータ１４近傍に伝達しやすくした構成にすることで、過熱ヒータ１５の余剰電力を熱として蒸発ヒータ１４近傍に伝達し、水の昇温、蒸発に使用することで、蒸発ヒータ１４の消費電力の不足分を補填することが可能となる。また、反対に予熱段階では蒸発ヒータ１４の熱は水の蒸発には使用されないため、予熱段階において蒸発ヒータ１４の熱を過熱ヒータ１５近傍に伝達させることで過熱ヒータ１５、パイプ１６、パイプ１６周囲の加熱容器１１を所定の温度まで昇温させることに用いることができる。

【0040】

本実施の形態の過熱蒸気発生装置１０は過熱蒸気を使用して調理を行う調理器、例えば図８のような加熱オーブンへの搭載が可能である。図８において、貯水タンク４内に溜められた水を、ポンプ５によって過熱蒸気発生装置１０内に供給する。過熱蒸気発生装置１０内に供給された水は、過熱蒸気発生装置１０で１００℃以上の所定の過熱蒸気として、加熱オーブン本体１内の加熱室２に投入することで、過熱蒸気を使用した調理が可能となる。また、調理器は加熱オーブンに限らず、炊飯器やオーブンレンジ等の調理器にも用いることができる。

【0041】

（実施の形態２）
図９、図１０を用いて、本発明の実施の形態２における過熱蒸気発生装置の構成について説明する。図９には本発明の実施の形態２における過熱蒸気発生装置が接合部で接合した状態を示す斜視図を示す。図８には本発明の実施の形態２における過熱蒸気発生装置の分解斜視図を示す。

【0042】

本発明の実施の形態においては、実施の形態１と相違する事項について説明し、実施の形態１と同様の構成及び作用効果等を有するものについては説明を省略する。

【0043】

図９、図１０に示すように本実施の形態２における過熱蒸気発生装置１０は加熱容器１１と加熱容器１１内に水を供給する給水管１３Ａと蒸発ヒータ１４で構成された蒸発部２０と、過熱ヒータ１５とパイプ１６と過熱ヒータ１５とパイプ１６の間に設けられた伝熱部１８で構成された過熱部２１が、蒸発部接合部１９ａと過熱部接合部１９ｂで接合された構成となっている。

【0044】

本実施の形態２における過熱蒸気発生装置１０は、蒸発部２０と過熱部２１とに分離可能な構成である。

【0045】

過熱部２１において、伝熱部１８を過熱ヒータ１５とパイプ１６との隙間や周囲を覆い、密着するように配置することで、過熱ヒータ１５の表面からの熱を伝熱部１８を介して、パイプ１６に素早く伝達させることができる。

【0046】

本実施の形態２にように過熱蒸気発生装置１０を蒸発部２０と過熱部２１に分離する構造にすることで、蒸発部２０と過熱部２１を接合するときに、蒸発部２０と過熱部２１の接触面に断熱材もしくは空気層を設けることで、部分的に蒸発ヒータ１４もしくは過熱ヒータ１５の熱を過熱ヒータ１５近傍もしくは蒸発ヒータ１４近傍に伝達する熱量を抑えることができる。例えば、過熱部２１における、パイプ１６近傍の熱は蒸気を過熱するために重要となるため、パイプ１６近傍に水が接触し、過剰に熱が水に奪われると、パイプ１６近傍の熱量が不足し、パイプ１６を通過する蒸気が十分に過熱されない可能性がある。そこで、過熱部２１のパイプ１６近傍と蒸発部２０の接触箇所の一部に断熱材を設けることで、過熱部２１のパイプ１６近傍から蒸発部２０への熱移動を抑制し、パイプ１６内を通過する蒸気を過熱するための熱量を保持することができる。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明は過熱蒸気発生装置の熱交換効率向上を実現するものであり、調理機以外にも過熱蒸気を使用する、乾燥装置、殺菌装置等の他分野での活用も可能である。

【符号の説明】

【0048】

ａ 水
ｂ 蒸気
ｃ 軸間距離
ｄ 軸間距離
ｅ 軸間距離
１ 加熱オーブン本体
２ 加熱室
４ 貯水タンク
５ ポンプ
１０ 過熱蒸気発生装置
１１ 加熱容器
１１Ａ 加熱容器内
１２ 加熱容器カバー
１３ 給水口
１３Ａ 給水管
１４ 蒸発ヒータ
１４ａ 蒸発ヒータ軸
１４ｂ 直線部
１５ 過熱ヒータ
１５ａ 過熱ヒータ軸
１６ パイプ
１７ 熱交換促進部
１７ａ 芯棒
１７ｂ 螺旋体
１７ｃ 接合部
１７ｄ 接合部
１８ 伝熱部
１９ａ 蒸発部接合部
１９ｂ 過熱部接合部
２０ 蒸発部
２１ 過熱部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】