JP6074724B2 - 蒸気発生装置および蒸気発生装置を備えた加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気発生装置および蒸気発生装置を備えた加熱調理器に関するものである。

従来、蒸気発生装置としては、給液源として用いられる第１タンクと、蒸発室である第２タンクと、第１タンクから第２タンクへ給液する給液管と、第２タンクから第１タンクへ排液する排液管とを有して構成されている。このように構成された従来の蒸気発生装置においては、第２タンク内に付着したスケールを除去するために、洗浄動作が行われている。この洗浄動作においては、第２タンクの液位が屈曲した排液管の頂点を超えるレベルに達するまで給液し、サイフォンの原理により第２タンク内の液体を第１タンクに排水して、第２タンク内のスケールを排出していた。（例えば、特許文献１参照）。なお、特許文献１においては排液管の材質について明記されていないが、一般的にこのような配液管としては金属製のパイプを曲げて用いられている。

特開２０１０−５４０９６号公報

しかしながら、前記の従来の蒸気発生装置において、第２タンク内に付着するスケール成分は、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウム等の無機物で構成されているため、金属との結合が強く、金属で構成されている排液管にも付着するものである。特に、金属製の排液管の経路において、下方に凸形状となったＵ字形状部分は、構造的にも第２タンクの下方に設けられているため、第２タンク内において蒸気発生中に析出したスケールが沈殿して溜まりやすい構造を有している。このため、長期間の使用により、排液管の内部に徐々にスケールが固着して最終的には排水不能となり、その結果、第２のタンク内にまでスケールが溜まり、蒸気発生不能になってしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の蒸気発生装置における課題を解決するものであり、排液管内にスケールが固着しにくく、長期間使用し続けても変わらず蒸気発生性能を維持することができる蒸気発生装置およびその蒸気発生装置を備えた加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明の蒸気発生装置は、蒸気発生装置内に蒸気を発生させるための水を貯める貯水室と、スチーム加熱を実行するために前記貯水室内の水を加熱する加熱部と、前記貯水室に設けられた給水口および給水路を通じて給水タンクの水を送る給水装置と、前記給水装置に対して給水指令を出力する制御部と、前記貯水室の水を排水する排水路と、を備えており、
前記排水路は、前記貯水室に設けられた排水口に通じて下方に凸となるＵ字状の第１の排水路と、前記第１の排水路に連続して設けられ上方に凸となる逆Ｕ字状の第２の排水路とを有して、前記貯水室内で通常加熱時に貯められている水面の位置より上方の位置を排水路頂点とし、前記給水装置を動作させて前記排水路頂点まで水位を押し上げることによって、サイフォンの原理により前記貯水室に貯まっていた水を前記排水口と前記排水路とを通じて排水するよう構成されており、
前記制御部は、スチーム加熱が終了後、前記給水タンクから前記貯水室に給水し、所定時間経過後の自然冷却後にサイフォンの原理により前記貯水室から排出を行う給水指令を出力するよう構成され、
前記第１の排水路の少なくとも内面が金属に比べてスケールとの結合が弱い非金属で構成されており、前記貯水室の水の排水時に前記第１の排水路のスケールを排出するよう構成されている。

上記のように構成された本発明によれば、構造的にスケールが沈殿して溜まりやすい第１の排水路の少なくとも内面が非金属で構成されているため、スケールとの結合が弱く固着することがなく、サイフォンの原理により排水した時にスケールを排出することが容易となり、長期間使用し続けても蒸気発生性能が低下しない蒸気発生装置を提供することができる。

本発明の蒸気発生装置は、排水路内にスケールが固着しにくく、長期間使用し続けても変わらず蒸気発生性能が維持することができる。

本発明に係る実施の形態１の蒸気発生装置を備えた加熱調理器の正面断面図 本発明に係る実施の形態１の蒸気発生装置を備えた加熱調理器の外観を示す斜視図 本発明に係る実施の形態１の蒸気発生装置の構成を模式的に示す断面図 本発明に係る実施の形態１におけるサイフォンの原理による排水工程時の蒸気発生装置における第１の動作を示す断面図 本発明に係る実施の形態１におけるサイフォンの原理による排水工程時の蒸気発生装置における第２の動作を示す断面図 本発明に係る実施の形態１におけるサイフォンの原理による排水工程時の蒸気発生装置における第３の動作を示す断面図 本発明に係る実施の形態１におけるサイフォンの原理による排水工程時の蒸気発生装置における第４の動作を示す断面図 本発明に係る実施の形態１における給水路の水の排水工程時の蒸気発生装置における第１の動作を示す断面図 本発明に係る実施の形態１における給水路の水の排水工程時の蒸気発生装置における第２の動作を示す断面図 本発明に係る実施の形態１における給水路の水の排水工程時の蒸気発生装置における第３の動作を示す断面図 本発明に係る実施の形態１における給水路の水の排水工程時の蒸気発生装置における第４の動作を示す断面図

本発明に係る第１の態様の蒸気発生装置は、
水を貯める貯水室、
前記貯水室内の水を加熱する加熱部、
前記貯水室に設けられた給水口および給水路を通じて給水タンクの水を送る給水装置、および
前記貯水室の水を排水する排水路、を備えており、
前記排水路は、前記貯水室に設けられた排水口に通じて下方に凸となるＵ字状の第１の排水路と、前記第１の排水路に連続して設けられ上方に凸となる逆Ｕ字状の第２の排水路とを有して構成されており、前記貯水室内で通常加熱時に貯められている水面の位置より上方の位置を排水路頂点とし、前記給水装置を動作させて前記排水路頂点まで水位を押し上げることによって、サイフォンの原理により前記貯水室に貯まっていた水を前記排水口と前記排水路とを通じて排水するよう構成されており、前記第１の排水路の少なくとも内面が非金属で構成されている。

上記のように構成された本発明に係る第１の態様の蒸気発生装置においては、構造的にスケールが沈殿して溜まりやすい第１の排水路の少なくとも内面が非金属で構成されているため、第１の排水路がスケールとの結合が弱くなって固着することがなくなり、サイフォンの原理により排水した時に確実にスケールが排出され、長期間使用し続けても蒸気発生性能が低下しない蒸気発生装置を提供することができる。

本発明に係る第２の態様の蒸気発生装置は、特に、前記の第１の態様において、前記排水路における少なくとも前記第１の排水路が非金属で構成されている。このように構成された本発明に係る第２の態様の蒸気発生装置においては、構造的にスケールが沈殿して溜まりやすい第１の排水路が非金属で構成されているため、サイフォンの原理により排水した時に確実にスケールが排出され、長期間使用し続けても蒸気発生性能が低下しない蒸気発生装置を提供することができる。

本発明に係る第３の態様の蒸気発生装置は、特に、前記の第１の態様または第２の態様において、前記排水路における少なくとも前記第１の排水路が非金属で構成され、前記第１の排水路の内部状態が目視可能となるように、前記第１の排水路の非金属部が透明部材により構成されている。このように構成された本発明に係る第３の態様の蒸気発生装置においては、使用者が目視で第１の排水路内のスケールの溜まり具合を確認して排水することが可能となり、スケールが溜まっていない状態において排水してしまうような無駄がなくなり、排水が必要な時に適切なタイミングでサイフォンの原理により排水した時に確実にスケールを排出することができ、長期間使用し続けても蒸気発生性能が低下しない蒸気発生装置を提供することができる。

本発明に係る第４の態様の蒸気発生装置は、特に、前記の第１の態様から第３の態様におけるいずれかの態様において、前記第２の排水路が金属で構成されている。このように構成された本発明に係る第４の態様の蒸気発生装置においては、第２の排水路を金属で構成することにより、装置本体に固定しやすい構造とすることができ、安価な構成とすることができる。

本発明に係る第５の態様の蒸気発生装置は、特に、前記の第１の態様から第４の態様におけるいずれかの態様において、前記排水路における少なくとも前記第１の排水路が非金属で構成され、前記第１の排水路の非金属部が弾性体により構成されている。このように構成された本発明に係る第５の態様の蒸気発生装置においては、貯水室と第１の排水路との接続部分である排水口部分、および貯水室と第２の排水路との接続部分をチューブ等の別部品を用いることなく構成することができる。このため、部品数が増えることによる水漏れ等を防止できる構成となり、信頼性が高く安価な構成とすることができる。

本発明に係る第６の態様の蒸気発生装置は、特に、前記の第１の態様から第５の態様におけるいずれかの態様において、前記第１の排水路の内面に非金属のコーティング層が形成されている。このように構成された本発明に係る第６の態様の蒸気発生装置においては、耐熱性等の理由により第１の排水路として金属製で構成する必要がある場合であっても簡易な構成で第１の排水路に対してスケールの固着を防ぐことができる構成となる。

本発明に係る第７の態様の加熱調理器は、前記の第１の態様から第６の態様におけるいずれかの態様の蒸気発生装置を備えている。このように構成された本発明に係る第７の態様の加熱調理器においては、スケールが沈殿して溜まりやすい第１の排水路が非金属であるため、スケールとの結合が弱くなり、スケールが第１の排水路に固着することがなくなり、サイフォンの原理により排水した時に、同時にスケールを排出することができ、長期間使用し続けても蒸気発生性能が低下しない蒸気発生装置を備えた加熱調理器を提供することができる。

以下、本発明の蒸気発生装置を備えた加熱調理器に係る実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に記載した蒸気発生装置を備えた加熱調理器の構成に限定されるものではなく、以下の実施の形態において説明する技術的思想と同等の技術的思想に基づいて構成される蒸気発生装置および蒸気発生装置を備えた加熱調理器を含むものである。

（実施の形態１）
図１は、本発明に係る実施の形態１の蒸気発生装置を備えた加熱調理器の正面断面図を示す。

図１において、実施の形態１の加熱調理器は、アルミメッキ鋼板の表面をフッ素塗装して構成され、被加熱物である食品５を収納する加熱室１を有している。加熱室１内には、食品５を載置し加熱室１に出し入れ可能な載置皿４と、載置皿４を保持するレール１２と、加熱室１に固定され食品５を載置する結晶化ガラスで形成された載置台３と、加熱室１の天面付近に３本平行に設けられた加熱室ヒータ２とを備えている。加熱室ヒータ２の３本のうち中央部に配置された加熱室ヒータ２の波長のピーク値は他の２本の加熱室ヒータ２の波長のピーク値よりも短く設定されている。

加熱室１を構成する壁面は、アース線（図示せず）に接続されて接地されており、加熱室１と一体成型されたレール１２も接地状態である。

実施の形態１における加熱室１を構成する壁面は、汚れを拭き取りやすいフッ素塗装を行った例で説明するが、ホーロー塗装や他の耐熱性のある塗装を行ってもよい。また、加熱室１の材質としてはアルミメッキ鋼鈑を用いた例で説明するが、他の金属を用いてもよく、例えばステンレスを用いることもできる。

載置皿４は、アルミメッキ鋼鈑で形成されており、載置皿４上の食品５を加熱した時に食品５からの油脂分が流れ出やすいようにプレスで凹凸加工されている。
また、載置皿４の表面はフッ素塗装され、裏面にはマイクロ波を吸収して発熱する発熱体が備えられている。このように、載置皿４の裏面に発熱体を備えることにより、食品５の上方に設けられた加熱室ヒータ２と、載置皿４の裏面の発熱体との組み合わせにより、食品５の両面を加熱することができる。なお、載置皿４とレール１２との接触部分には加熱室１と絶縁するためにＰＰＳ樹脂の成型品が備えられている。

実施の形態１において、載置皿４の表面は汚れを拭き取りやすいフッ素塗装を行った例で説明するが、ホーロー塗装や他の耐熱性のある塗装を行ってもよい。また、載置皿４の材質としてはアルミニウムの例で説明したが、他の金属、例えばステンレスを用いることもできる。

加熱室１の奥である背面側には加熱室１内の空気を撹拌、循環させる循環ファン７と、加熱室１内を循環する空気を加熱する室内加熱ヒータであるコンベクションヒータ８が循環ファン７を取り囲むように設けられている。加熱室１の背面中央付近には加熱室１側から循環ファン７側に吸気を行う複数の吸気用通風孔１６が形成されている。逆に、循環ファン７側から加熱室１側に送風を行う複数の送風用通風孔１７が、加熱室１の背面におけるコンベクションヒータ８の外周領域の特定区域に形成エリアを区別して形成されている。各通風孔１６、１７は多数のパンチング孔で形成されている。

実施の形態１の加熱調理器は、図１に示すように、加熱室１を構成する右方の壁面（右壁面）に検出用孔３８が形成されており、この検出用孔３８を通じて加熱室１内の食品５の温度が赤外線センサ１５により検出される構成であり、加熱室１の庫内温度が加熱室１の上部に設けられた庫内サーミスタ９により検出される構成である。

図１に示す実施の形態１の加熱調理器において、加熱室１の下方における左壁面の下にはマイクロ波発生手段であるマグネトロン６が水平方向に出力端が導出するよう設けられている。実施の形態１において用いられているマグネトロン６は、図１における左方から見て約８０ｍｍ×８０ｍｍ角である。マグネトロン６は、加熱室１の底面直下において、アルミメッキ鋼鈑を曲げて略Ｌ字状の内部通路を有する導波管１４に接続されている。水平方向に導出するマグネトロン６の出力端は、導波管１４の内部に導出されており、マグネトロン６からのマイクロ波が導波管１４の内部通路を伝送するよう構成されている。

加熱室１の底面における中央付近にはアルミニウムで構成された回転アンテナ１１が設けられており、回転アンテナ１１は加熱室１の底面直下の導波管１４の内部から開口を通って加熱室１内に突設されている。回転アンテナ１１は、モータ１８により回動するよう構成されており、導波管１４から加熱室１内に放射されるマイクロ波を攪拌する電波撹拌手段としての機能を有する。

なお、実施の形態１の構成においては、マグネトロン６、回転アンテナ１１、モータ１８、および導波管１４を、加熱室１の下部側に設けた構成であるが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、これらの要素を加熱室１の上部側、または側面側に設けることも可能であり、それぞれの要素の設置方向も各要素に対応してあらゆる方向に設定することが可能である。

上記のように構成された実施の形態１の加熱調理器には、蒸気発生装置２０が設けられている。図１に示すように、加熱調理器を正面から見たとき、加熱室１の左側には、蒸気発生装置２０における蒸気発生のための水を貯める貯水室１９と、この貯水室１９を加熱して、貯水室１９内に蒸気を発生させる加熱部である蒸気発生ヒータ４０と、が設けられている。また、貯水室１９内の温度を測定するための貯水室サーミスタ３４が蒸気発生ヒータ４０の上方近傍に設けられている。

貯水室１９の天面には、上方向に導出するように蒸気導入路２３が接合されている。蒸気導入路２３は、貯水室１９から上方向に導出した後、加熱室１の外面を沿うようにＬ字形状に曲げられて、加熱室１の天面の略中央部に蒸気噴出口２１を介して接合されている。蒸気導入路２３は、内径φ１０ｍｍのパイプ状であり、貯水室１９において発生した蒸気を加熱室１の天面の略中央部に設けた蒸気噴出口２１により加熱室１内に吹出すよう構成されている。なお、実施の形態１における蒸気発生装置における貯水室１９の天面の形状としては、中央部が盛り上がったドーム形状でもよく、その中央部に蒸気導入路２３を設けることにより、貯水室１９内で発生した蒸気を効率の高く送出することが可能となる。

貯水室１９は２つのアルミダイキャスト部品を組み合わせて形成されており、パッキン（図示せず）を挟んで水、蒸気が漏れないように固着されて構成されている。蒸気発生ヒータ４０は、貯水室１９のアルミダイキャストに鋳込まれて設けられている。加熱室１と蒸気噴出口２１との接合部分には、加熱室１と蒸気噴出口２１との間から水、蒸気が漏れないようにパッキン（図示せず）が挟まれている。

なお、実施の形態１の加熱調理器において貯水室１９の天面から上方向に導出する蒸気導入路２３が、断面が円形であるパイプ状で形成された例で説明するが、蒸気導入路２３の断面としては楕円形や矩形状であってもよい。また、蒸気噴出口２１は加熱室１の天面の略中央部に１つだけ設けた例で説明するが、加熱室１の側面や底面などの加熱室１内に蒸気を供給できる構成であればよく、１つだけでなく複数個備えてもよい。なお、蒸気噴出口２１の孔の最長内寸は、加熱室１内のマイクロ波が漏れないように、マイクロ波の波長の１／２以下が好ましく、実施の形態１の構成においてはマイクロ波の波長が約１２０ｍｍであるため６０ｍｍ以下が望ましい。

実施の形態１の加熱調理器においては、導波管１４の下方に制御部１０を設けており、使用者の調理メニューの選択に応じて、制御部１０がマグネトロン６、モータ１８、各ヒータ等を制御している。

図２は、本発明に係る実施の形態１の加熱調理器の外観を示す斜視図である。実施の形態１の加熱調理器の前面にはドア４１が設けられている。ドア１４は底面側を支点として手前側に開くよう構成されており、加熱室１内に対して被加熱物である食品５を出し入れできる構成である。また、加熱調理器の前面には、使用者が調理メニューや調理時間を設定するための操作表示部３９が備えられている。図２に示すように、加熱調理器の左側側面には開閉可能な扉４２が設けられている。この扉４２を開くことにより、使用者が加熱調理器内部に設けられている蒸気発生装置２０を目視することができる。また、実施の形態１の加熱調理器には、扉４２を開いた時に蒸気発生ヒータ４０の動作を停止することができる安全スイッチ（図示せず）が備えられている。

なお、実施の形態１の構成においては、開閉可能な扉４２を用いた例で説明したが、扉４２の代わりにパンチング孔や、透明の窓等を設けて蒸気発生装置２０を目視できる構成としてもよい。

図３は、本発明に係る実施の形態１の加熱調理器における蒸気発生装置の構成を模式的に示す断面図である。図３においては、実施の形態１における蒸気発生装置における主要な要素の接続関係を単に示すことを目的としたものであり、各要素の形状および大きさ（容量）については実際のものと対応するものではない。

貯水室１９の内部には、鉛直方向の断面形状が上方に凸となる略円弧状である仕切り板２２が設けられており、その仕切り板２２の下面側である凹面側中心が貯水室１９の内面における上面の中央の直下に配置されている。また、仕切り板２２の下方であり貯水室１９の下部には出力１０００Ｗの直線状のシーズヒータである蒸気発生ヒータ４０が１本設けられている。

実施の形態１においては、加熱部である蒸気発生ヒータ４０として出力１０００Ｗの直線状の１本のヒータを用いて構成した例で説明するが、蒸気発生ヒータとしては、貯水室１９の形状や、当該加熱調理器の仕様における必要蒸気量などに応じて、所望の出力を有するヒータを設けて構成されるものであり、出力が同じヒータ、もしくは出力が異なるヒータを複数本設けて構成してもよい。また、蒸気発生ヒータ４０の形状としては、貯水室１９の形状などに合わせて、直線状のヒータ以外の各種形状のヒータを用いることが可能であり、例えばＵ字形状のヒータなどを用いることができる。

貯水室１９内面における底面は、その中央部が最下端となるように水平面に対して角度約２０°の傾斜を有する傾斜面２４で構成されている。即ち、貯水室１９の底面は、いわゆる漏斗状に形成されており、その中央部である最下点に排水口３７が設けられている。また、貯水室１９へ水を補給する給水口３６は、貯水室１９の傾斜面２４に形成されている。給水口３６は排水口３７の図３における左方側に設けられており、給水口３６と排水口３７は貯水室１９の底面における別々の位置に設けられている。

実施の形態１における傾斜面２４の傾斜角度は、水平面に対して約２０°としたが、貯水室１９の形状、排水時の水量などにより水の流れが異なるため、当該加熱調理器の仕様において必要とする水流などに応じて適宜決定される。

図３において、給水口３６の下方となる上流側には半透明で弾性体のシリコーンで形成された内径φ６の給水路２７の一端が接続されている。この給水路２７の他端は、給水装置である給水ポンプ２８を介して給水タンク２９に接続されている。なお、実施の形態１の構成においては、給水装置として給水ポンプ２８を用いた例で説明するが、例えば、重力を利用した給水路に、電動または手動の弁を設けて、当該弁を開いて給水を行う等の給水手段を用いてもよく、貯水室１９内に水を供給できる構成であればよい。

一方、排水口３７の下方となる下流側には第１の排水路２５と第２の排水路３５が連続する排水路３０が備えられている。第１の排水路２５は半透明で弾性体のシリコーンで形成され、内径がφ６の管状である。第１の排水路２５はチューブ等の別部品を用いることなく排水口３７に接続されている。図３に示すように、第１の排水路２５は、排水口３７から下方（略鉛直方向）に延設されており、排水口３７から所定の長さで略水平方向に屈曲し、さらに所定の長さで上方（略垂直方向）に屈曲している。即ち、第１の排水路２５は、所謂、下方に凸となるＵ字状の形状を有している。

なお、実施の形態１における第１の排水路２５としては、シリコーンを用いた例で説明したが、フッ素、ポリプロピレン、ポリエチレン等を用いることもできる。また、第１の排水路２５としては、金属パイプを用いて、少なくともその内面をフッ素、シリコーン等でコーティングしてもよい。

第１の排水路２５の下流側には、内径φ６の銅パイプを曲げて形成された第２の排水路３５がチューブ等の別部品を用いることなく接続されている。第２の排水路３５は、第１の排水路２５との接合部分から蒸気発生ヒータ４０の水平位置を超えて上方に延設されている。第２の排水路３５は、貯水室１９の内面における天面の頂点と略同一高さである排水路頂点３２を頂点として１８０°屈曲しており、排水路頂点３２より下流側は鉛直方向の下方に延設されている。即ち、第２の排水路３５は、所謂、上方に凸となる逆Ｕ字状の形状を有している。このように形成された第２の排水路３５は、第１の排水路２５から流れてきた水を、排水路出口３３を通して排水タンク３１に流すよう構成されている。第２の排水路３５の排水路出口３３は、貯水室１９の底面より下方の位置に設けられている。

実施の形態１においては、第２の排水路３５を銅パイプを用いた構成で説明したが、アルミ、鉄等の材質のパイプを用いることもできる。

給水タンク２９は、容器部と蓋部の２つの部品で構成されており、それぞれが透明な非晶性のプラスチックであるＡＳ樹脂で形成されている。給水タンク２９の容器部と蓋部は、パッキン（図示せず）を挟んで水が漏れないように密閉されている。給水タンク２９の側面には排水ライン２６と満水ライン３８がシルク印刷により表示されている。給水タンク２９の排水ライン２６まで注水すると約１００ｍｌとなり、貯水室１９内の内容積より１０ｍｌ程多い容量となる。給水タンク２９の満水ライン３８まで注水すると約４００ｍｌとなる。なお、図３に示す貯水室１９、給水タンク２９および排水タンク３１は、実際の相対的な容量を示しておらず、貯水室１９は、給水タンク２９および排水タンク３１に比べて容量を誇張して示している。

実施の形態１においては、排水ライン２６と満水ライン３８をシルク印刷により表示した例で説明したが、このようなシルク印刷に限るものではなく、給水タンク２９に刻印を付けたり、給水タンク２９に凹凸部を設けて表示してもよい。

次に、上記のように構成された実施の形態１の水蒸気発生装置を備えた加熱調理器について、その動作および作用について説明する。

まず、使用者により、マイクロ波加熱モードが選択されて、起動スイッチがＯＮ状態にされた場合には、マグネトロン６からマイクロ波が放出される。マグネトロン６から放出されたマイクロ波は、導波管１４内を伝搬し、回転アンテナ１１を照射する。モータ１８によって回転する回転アンテナ１１により、マイクロ波が加熱室１内に撹拌されながら供給される。加熱室１内に供給されたマイクロ波は、被加熱物である食品５に直接吸収されるものもあれば、加熱室１の壁面を反射しながら食品５に吸収されて、食品５が加熱される。なお、このマイクロ波加熱モードの動作時においては、加熱室１の内部から載置皿４が取り外されており、載置台３の上に食品５が載置されて加熱される。

一方、使用者により、オーブン加熱モードが選択されて、起動スイッチがＯＮ状態にされた場合には、加熱室ヒータ２またはコンベクションヒータ８が通電されて発熱し、循環ファン７によって加熱室１内を熱風が循環して、食品５が加熱される。

使用者が加熱室１内に載置皿４をセットし、グリル加熱モードを選択して、起動スイッチをＯＮ状態とすると、マイクロ波加熱モードと同様にマイクロ波が加熱室１内に供給され、載置皿４の裏面の発熱体が発熱する。発熱した発熱体の熱が熱伝導により載置皿４の全体が高温度となり、食品５を下方から加熱する。このとき同時に、マイクロ波が載置皿４と加熱室１の壁面との隙間から回り込み、食品５が加熱させられる。また、グリル加熱モードにおいては、加熱室ヒータ２に通電されて発熱し、その輻射熱により食品５を上方から加熱する。このグリル加熱モードにおいては、使用者による設定内容に応じて、マイクロ波による加熱とともに加熱室ヒータ２による輻射加熱を同時に行う場合と、マイクロ波による加熱または加熱室ヒータ２による輻射加熱のそれぞれを単独で行う場合が自動的に選択される。

使用者により給水タンク２９の満水ライン３８まで水が補充された後、スチーム加熱モードが選択されて、起動スイッチがＯＮ状態とされると、貯水室１９内の蒸気発生ヒータ４０が通電されて発熱する。このとき、貯水室１９に設けられた貯水室サーミスタ３４は、貯水室１９の温度を検知する。貯水室１９の温度が上昇し、その温度が５０℃を超えたとき、給水タンク２９の水が給水ポンプ２８により給水路２７および給水口３６を通じて貯水室１９に供給される。貯水室１９に対して約１０ｍｌが給水されたとき、給水ポンプ２８の給水動作が停止し、給水された水が蒸気発生ヒータ４０により加熱されて蒸発する。貯水室１９（蒸発室）において発生した蒸気は、蒸気導入路２３を通って蒸気噴出口２１から加熱室１内に放出されて、被加熱物である食品５を加熱する。

このとき、貯水室１９内の水が沸騰すると蒸気と共に水滴も跳ね上がるが、実施の形態１の蒸気発生装置２０における貯水室１９内には仕切り板２２が蒸気導入路２３の直下に設けられており、跳ね上がった水滴が蒸気導入路２３に浸入し加熱室１内まで至ることを防止している。さらに、実施の形態１の構成においては、仕切り板２２の鉛直方向の断面形状は上方が凸である円弧状になっているため、仕切り板２２の下面に付着した水滴は、その円弧面に沿って下方向に落ちやすい構成となっている。

なお、実施の形態１の蒸気発生装置２０においては、円弧状の仕切り板２２を設けた構成で説明したが、鉛直方向の断面形状が直線形状、楕円形状でも跳ね上がった水滴の蒸気導入路２３への浸入を防止し、水滴が加熱室１に至ることを防止する効果を得ることができる。

実施の形態１の蒸気発生装置２０においては、給水タンク２９の満水ライン３８まで水を補充したが、満水ライン３８まで水を補充しなくてもスチーム加熱は可能である。

上記のように、貯水室１９内において蒸発を続けると、貯水室１９および排水路３０の水位が下がり、貯水室１９は空焚き状態に近い状態となり、貯水室１９の温度が上昇する。このとき、貯水室サーミスタ３４が貯水室１９の温度上昇を検知し、貯水室１９の温度が１１０℃を超えたとき、制御部１０が給水ポンプ２８に対して給水指令を出力し、約１０ｍｌの給水を自動で行う。このように、貯水室１９に対して給水を行うと、貯水室サーミスタ３４の温度が下がる。貯水室１９内における蒸発を継続させて、貯水室１９の水位が下がり温度が上昇するまで次の給水は行わない。その結果、貯水室１９内の水位を所定の範囲内に保つことができるとともに、水位センサなしで簡易的に水位を検出して給水を自動的に行うことができる。また、制御部は給水ポンプ２８に対して給水指令を出力しても、貯水室１９の温度上昇が止まらないときは、給水タンク２９内の水がなくなったと判定し、スチーム加熱を終了し、ブザー音（警告音）を鳴らすとともに、給水タンク２９に注水するように操作表示部３９に表示して使用者に対して報知する。

図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃおよび図４Ｄは、本発明に係る実施の形態１の蒸気発生装置２０におけるサイフォンの原理による排水工程を説明する断面図である。

図４Ａは実施の形態１の蒸気発生装置における第１の動作（スチーム加熱動作）を示す断面図である。図４Ａに示すように、通常加熱時は貯水室１９内の蒸気発生ヒータ４０の上方となる水位まで給水ポンプ２８からの給水によって水が貯められ、同時に排水路３０内の水位も上昇する。貯水室１９内において蒸気が発生していないとき、貯水室１９内の水位と排水路３０の水位は同じである。一方、貯水室１９内において蒸気が発生しているとき、貯水室１９内部の圧力が高まり排水路３０の水位が上昇するため、貯水室１９内の水位と排水路３０の水位は同一ではない。

図４Ｂは実施の形態１におけるサイフォンの原理による排水工程時の蒸気発生装置における第２の動作を示している。図４Ｂに示すように、スチーム加熱が終了すると、貯水室１９内の水位が通常加熱時の水位よりも上方である排水路頂点３２に達するまで、自動的に給水ポンプ２８を動作させて給水を行う。排水路頂点３２まで水位が上昇すると、貯水室１９内での水位と排水路３０内との水位に高低差ａができる。

図４Ｂに示すように、貯水室１９内の水位と排水路３０内の水位に高低差ａができると、図４Ｃに示すように、サイフォンの原理により貯水室１９内および第１の排水路２５内のスケール凝縮水および析出したスケールが、排水口３７、排水路３０、および排水路出口３３を通って排水タンク３１に向かって流れる。図４Ｃは実施の形態１におけるサイフォンの原理による排水工程時の蒸気発生装置における第３の動作を示している。なお、貯水室１９内の水位と排水路３０内の水位に高低差ａが発生すると排水が始まり、排水流量より給水流量が少ない場合には、給水しても貯水室１９内の水位は上昇せず、給水ポンプ２８によって排水に必要な給水量より若干多く給水しても、貯水室１９を溢れたりすることはない。このため、実施の形態１の蒸気発生装置においては、給水ポンプ２８の動作バラツキを考慮して、排水に必要な給水量より少し多めの給水量となるように駆動時間を設定している。このため、実施の形態１の蒸気発生装置の構成においては、排水時の貯水室１９内の水位を検知する検知手段は省略することができる。

図４Ｄは実施の形態１におけるサイフォンの原理による排水工程時の蒸気発生装置における排水動作の最終である第４の動作を示している。最終的に、図４Ｄに示すように貯水室１９内および排水路３０の水は空になり、排水タンク３１に排水された水が蓄えられる。排水タンク３１は使用者によって当該加熱調理器から取り出され、排水タンク３１に蓄えられた水が捨てられる。上記のサイフォンの原理による排水では、給水ポンプ２８に接続された上流側および下流側である給水ポンプ２８の前後の給水路２７の水は排水されない。

なお、実施の形態１における蒸気発生装置２０においては、スチーム加熱の都度自動排水を行う例で説明したが、使用者が当該蒸気発生装置２０を洗浄したいと考えたとき、サイフォンの原理により排水できる手動排水モードを設けてもよい。

このようにサイフォンの原理による排水を行うことにより、貯水室１９内および第１の排水路２５内のスケール凝縮水および析出したスケールが排水タンク３１に排出される。しかし、蒸気発生中に貯水室１９内に析出したスケールは、貯水室１９の傾斜面２４のテーパにより貯水室１９の下方に誘導され、第１の排水路２５に沈殿して溜まりやすい。もし、排水路が金属で構成されていた場合には、スケールが炭酸カルシウムや炭酸マグネシウム等の無機物で構成されているため、金属との結合が強く、排水を行っていても長期間の使用により排水路の内部に徐々にスケールが固着し、最終的には排水不能となる。その結果、貯水室内にまでスケールが溜まり、蒸気発生不能になってしまうという問題を有する。

本発明に係る実施の形態１における蒸気発生装置２０においては、排水路３０の第１の排水路２５がシリコーンで構成しているため、スケールとの結合が弱く、スケールと第１の排水路２５との間で固着することがなくなり、サイフォンの原理により排水した時に第１の排水路２５から容易に、且つ確実にスケールを排出することができる。

なお、本発明に係る実施の形態１の加熱調理器においては、マイクロ波加熱モード、オーブン加熱モード、グリル加熱モード、スチーム加熱モードは、それぞれ単独で動作させることもできるが、それぞれの加熱方式を組み合わせて手動もしくは自動で加熱を行うこともできる。

図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃおよび図５Ｄは、本発明に係る実施の形態１の蒸気発生装置における給水路２７の水の排水工程を説明する断面図である。図５Ａは給水路２７の水の排水工程時の蒸気発生装置における第１の動作を示している。図５Ｂは給水路２７の水の排水工程時の蒸気発生装置における第２の動作を示している。図５Ｃは給水路２７の水の排水工程時の蒸気発生装置における第３の動作を示している。図５Ｄは給水路２７の水の排水工程時の蒸気発生装置における第４の動作を示している。

使用者により給水タンク２９の排水ライン２６まで水が補充された後、排水モードが選択されて、起動スイッチがＯＮ状態とされると、図５Ａに示すように、給水タンク２９の水が給水ポンプ２８により給水路２７および給水口３６を通じて貯水室１９に給水される。さらに給水を続けると、図５Ｂに示すように、貯水室１９および排水路３０の水位は、排水路頂点３２に達する。給水タンク２９には貯水室１９内の内容積より１０ｍｌ程多い容量しか蓄えられていないため、給水タンク２９内の水はほとんどなくなる。

そして、図５Ｃに示すように、排水口３７、排水路３０、および排水路出口３３を通って排水タンク３１に対してサイフォンの原理による排水が行われる。このように排水タンク３１に対して排水が行われている間においてもさらに給水ポンプ２８は動作を続ける。給水ポンプ２８が動作を続けることにより、給水タンク２９内の水は空になり、給水ポンプ２８が水ではなく空気を給水路２７に送り込むようになる。この結果、給水ポンプ２８は給水路２７内の水を貯水室１９内に空気で押し出して、排水路３０から排水する。給水ポンプ２８は所定時間経過後に動作を停止する。

最終的には、図５Ｄに示すように、貯水室１９内に押し出された水がサイフォンの原理による排水と合流して、同時に排水タンク３１に向かって排水され、給水タンク２９、給水路２７、貯水室１９、および排水路３０の水は完全に空になる。

なお、実施の形態１における蒸気発生装置２０においては、給水タンク２９に排水ライン２６を設けたが、操作表示部３９に排水に必要量である１００ｍｌを表示し、使用者に水を補充してもらってもよい。また、水の代わりにクエン酸等の洗浄剤を用いると、貯水室１９内のスケール、水垢等の汚れも落としやすくなり、より清潔な蒸気発生装置を提供することができる。

上記のように、実施の形態１における蒸気発生装置では、水を貯める貯水室１９、貯水室１９内の水を加熱する蒸気発生ヒータ４０、貯水室１９に設けられた給水口３６および給水路２７を通じて給水タンク２９の水を送る給水ポンプ２８、および貯水室１９に設けられた排水口３７を通じて下方に凸となるＵ字状の第１の排水路２５と、上方に凸となる逆Ｕ字状の第２の排水路３５とにより構成されて排水する排水路３０を設けている。排水路３０は貯水室１９内で通常加熱時に貯められている水面より上方の位置（排水路頂点３２）を経由しており配設される。

排水工程においては、給水ポンプ２８を動作させて、排水路３０における排水路頂点３２まで水位を押し上げることによって、サイフォンの原理により貯水室１９に貯まっていた水を排水口３７と排水路３０と排水路出口３３を通じて排水タンク３１に排水可能としている。実施の形態１の構成においては、排水路３０における少なくとも第１の排水路２５をシリコーンで構成している。このように、実施の形態１においては、構造的にスケールが沈殿して溜まりやすい第１の排水路２５がシリコーンであるため、第１の排水路２５とスケールとの結合が弱くなっており、スケールが第１の排水路２５に固着することがなく、サイフォンの原理により排水した時にスケールを確実に排出することが可能となる。この結果、本発明に係る実施の形態１の構成により、長期間使用し続けても蒸気発生性能が低下することがない蒸気発生装置を提供することができる。

また、実施の形態１における蒸気発生装置２０においては、排水路３０における少なくとも第１の排水路２５の非金属部を透明部材によって目視可能に構成し、使用者が排水状態を容易に判断できる構成とすることにより、使用者が加熱調理器における扉４２を開放して目視により第１の排水路２５のスケールの溜まり具合を確認して排水することができる。このため、実施の形態１における蒸気発生装置２０は、硬度の低い水を使用している場合等において、排水路３０にスケールが溜まっていない状態でもかかわらず排水動作を行ってしまうような無駄がなくなり、排水動作が必要なときに適切なタイミングでサイフォンの原理により排水を行うことができ、また排水動作を行った時には確実にスケールを排出することが可能となる。この結果、実施の形態１における蒸気発生装置２０においては、長期間使用し続けても蒸気発生性能が低下しない、信頼性の高い蒸気発生装置を提供することができる。

さらに、実施の形態１における蒸気発生装置２０においては、排水路３０における第１の排水路２５を非金属で構成し、第２の排水路３５を金属で構成することにより、特にスケールの溜まりやすい第１の排水路２５にスケールが固着することがなくなり、また第２の排水路３５は金属製のパイプを曲げて構成することにより固定しやすく安価に構成することができる。

また、第１の排水路２５の非金属部分を弾性体によって構成することより、第１の排水路２５と貯水室１９とを接続する排水口３７、および第１の排水路２５と第２の排水路３５との接続部分をチューブ等の別部品を用いることなく構成することができる。このため、実施の形態１における蒸気発生装置２０は、部品数が増えることによる水漏れ等を防止することができ、信頼性が高く安価に構成することができる。

さらに、排水路３０における少なくとも第１の排水路２５の内面を非金属のコーティングを施して非金属のコーティング層を形成することにより、例えば耐熱性等の理由により金属製の第１の排水路２５を用いる必要がある場合であっても、第１の排水路２５におけるスケールの固着を簡単な構成で防止することができる。勿論、非金属の第１の排水路２５の内面に上記のようなコーティング層が形成することにより、耐熱性や信頼性をより高めることが可能な構成とすることもできる。

なお、実施の形態１における蒸気発生装置２０においては、１つの貯水室サーミスタ３４を貯水室１９に設けて簡易的に貯水室１９の水位を推定したが、貯水室サーミスタ３４を貯水室に複数設けたり、水位センサを用いて貯水室１９または排水路３０の水位を測定したりすることにより、より正確に給水量を調整することができる。

さらに、実施の形態１における蒸気発生装置においては、給水タンク２９と排水タンク３１を別々に形成した例で説明したが、一体に形成することにより、排水タンク３１の付け忘れを防止し、排水が床面にこぼれることを防ぐことができる。また、このように給水タンク２９と排水タンク３１を一体に形成することにより、給水タンク２９への注水時に排水タンク３１を取り出すことになるため、排水タンク３１の取り出し忘れによる水の捨て忘れを防止することができるとともに、排水タンク３１が満水になり溢れることを防止することができる。

なお、排水タンク３１が所定の位置に装着されているか否かを検知する排水タンク検知装置を設けることにより、排水タンク３１が付け忘れているときには少なくとも排水工程を実行できないように構成することが可能であり、排水路３０に蓄えられた水が流れて、床面にこぼれることを防止することができる。

また、実施の形態１の構成においては、スチーム加熱が終了後、サイフォンの原理による排水を行うために給水を行った際に同時に貯水室１９内の水の温度を下げることができるため、すぐに排水工程に移ったとしても、貯水室１９内の水の温度が所定温度以下となるまでしばらく自然冷却を行った後に排出を行うように構成してもよい。これはスケールの一種である炭酸カルシウムは温度が低いほど溶解度が大きく、また排水された直後の水に使用者が触れたとしても火傷を起こさないためである。なお、排出される水の温度としては低いほうが好ましいが、排水温度を低くするほど自然冷却の時間が長くなるため、排水温度は冷却時間とのバランスを考慮して適宜設定される。

本発明をある程度の詳細さをもって実施の形態において説明したが、実施の形態の開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、実施の形態における要素の組合せや順序の変化は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

本発明に係る蒸気発生装置は、蒸気を使用する調理器具としての電子レンジ、オーブン電子レンジ、電気オーブン、炊飯器、業務用の解凍装置等の各種用途に適用でき、有用性の高い装置である。

１９ 貯水室
２０ 蒸気発生装置
２５ 第１の排水路
２７ 給水路
２８ 給水ポンプ
２９ 給水タンク
３０ 排水路
３２ 排水路頂点
３５ 第２の排水路
３６ 給水口
３７ 排水口
４０ 蒸気発生ヒータ

Claims (7)

1. 蒸気発生装置内に蒸気を発生させるための水を貯める貯水室と、
   スチーム加熱を実行するために前記貯水室内の水を加熱する加熱部と、
   前記貯水室に設けられた給水口および給水路を通じて給水タンクの水を送る給水装置と、
   前記給水装置に対して給水指令を出力する制御部と、
   前記貯水室の水を排水する排水路と、を備えており、
   前記排水路は、前記貯水室に設けられた排水口に通じて下方に凸となるＵ字状の第１の排水路と、前記第１の排水路に連続して設けられ上方に凸となる逆Ｕ字状の第２の排水路とを有して、前記貯水室内で通常加熱時に貯められている水面の位置より上方の位置を排水路頂点とし、前記給水装置を動作させて前記排水路頂点まで水位を押し上げることによって、サイフォンの原理により前記貯水室に貯まっていた水を前記排水口と前記排水路とを通じて排水するよう構成されており、
   前記制御部は、スチーム加熱が終了後、前記給水タンクから前記貯水室に給水し、所定時間経過後の自然冷却後にサイフォンの原理により前記貯水室から排出を行う給水指令を出力するよう構成され、
   前記第１の排水路の少なくとも内面が金属に比べてスケールとの結合が弱い非金属で構成されて前記貯水室の水の排水時に前記第１の排水路のスケールを排出するよう構成した蒸気発生装置。
2. 前記排水路における少なくとも前記第１の排水路が金属に比べてスケールとの結合が弱い非金属で構成された請求項１に記載の蒸気発生装置。
3. 前記排水路における少なくとも前記第１の排水路が金属に比べてスケールとの結合が弱い非金属で構成され、前記第１の排水路の内部状態が目視可能となるように、前記第１の排水路が透明部材により構成された請求項２に記載の蒸気発生装置。
4. 前記第２の排水路が金属で構成された請求項１から３のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
5. 前記排水路における少なくとも前記第１の排水路が金属に比べてスケールとの結合が弱い非金属で構成され、前記第１の排水路が弾性体により構成された請求項１から４のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
6. 前記第１の排水路の内面に非金属のコーティング層が形成された請求項１から５のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の蒸気発生装置を備えた加熱調理器。

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