JP3689760B2 - 蒸気発生装置及びそれを備えた加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気により被加熱物の加熱、加湿を行う蒸気発生装置及びそれを備えた加熱調理器に関する。

従来、蒸気を利用して加湿空調器や加湿調理器などに利用される蒸気発生装置は、給水タンクから供給された水をヒータなどにより加熱された蒸発容器にて蒸発させて、蒸気を供給する構造となっていた。

このような蒸気発生装置では給水タンクから供給された水に含まれるカルシウム分などの溶解物質が蒸発容器内で濃縮され、やがて溶解度を超えるとスケールとなって析出し、ついには蒸気噴出し口の目詰まりや蒸発容器内壁面への付着による蒸発能力低下などの原因となっていた。

特許文献１には、このようなスケールに起因する目詰まりや蒸発能力低下の対策として、蒸発容器より残った水を排水後、一定時間空焚き加熱制御を行い、蒸発容器とスケールの熱膨張差を利用して強制剥離する構成のものが記載されている。
特開平５―２３１６０４号公報

前記従来の構成のものは、一定時間空焚き加熱するため、余分なエネルギーを消費する。また、排水後蒸発容器壁面には一様に水が付着残存しているが、これを空焚き加熱すると、付着した水が高温状態で乾燥することになる。このように水が高温で乾燥するとスケールが結晶化し硬い層状スケールとなって強固に付着してしまう。熱膨張差により剥離しても、層状スケールは強固なためサイズが大きく、排水管あるいは排水弁に目詰まりしやすく除去が困難である。目詰まりした場合には、蒸気発生装置としての機能を十分に発揮することができない状態となる。

本発明は、蒸発容器内に付着したスケールの形態を小さくし、スケールの結晶成長を抑えることにより蒸発容器への付着力を弱め、水流により廃棄することのできる蒸気発生装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の蒸気発生装置は、蒸発容器と、該蒸発容器を加熱する加熱手段と、前記蒸発容器内に給水する給水手段と、前記蒸発容器内の水を排水する排水手段と、前記蒸発容器の温度を検知する温度検知手段と、前記加熱手段、給水手段、排水手段等を制御する制御手段とを備え、蒸気発生運転終了後、前記蒸発容器の温度が所定温度まで低下してから前記蒸発容器の下部に設けられた排水管を通って前記蒸発容器内の残水を排水し、前記蒸発容器の内壁面に付着した水が所定温度以下で乾燥することを特徴とする。

本構成により、蒸発容器は所定温度以下になるまでは十分水で満たされているので、水の乾燥は主に水面からであり壁面での乾燥は起こらない。排水後は蒸発容器壁面に付着した水が乾燥していくが、所定温度以下での乾燥となるため、スケールの成長を抑制することが可能となり、付着したスケールは次回運転時容易に剥離し容器底部に堆積する。この堆積したスケールは運転終了後排水することにより除去される。

なお、前記所定温度は６０℃以下とした。水は乾燥時の温度が６０℃を超えるとスケールの結晶化が急激に促進されるので、６０℃以下になるまで水を満たしておくことでスケールの結晶化を抑制することが可能となる。

また、本発明の蒸気発生装置は、蒸発容器と、該蒸発容器を加熱する手段と、前記蒸発容器内に給水する給水手段と、前記蒸発容器内の水を排水する排水手段と、前記蒸発容器の温度を検知する温度検知手段と、前記加熱手段、給水手段、排水手段等を制御する制御手段とを備え、蒸気発生運転終了後、直ちに前記蒸発容器の下部に設けられた排水管を通って前記蒸発容器内の残水を排水する第１の排水を行い、この第１の排水後に前記蒸発容器内に給水し、前記蒸発容器内に水を満たし、前記蒸発容器の温度が所定温度まで低下してから前記蒸発容器の下部に設けられた排水管を通って前記蒸発容器内の残水を排水する第２の排水を行い、前記蒸発容器の内壁面に付着した水が所定温度以下で乾燥すること特徴とする。

本構成によれば、第１の排水後に蒸発容器内に給水し、蒸発容器が所定温度以下になるまでは十分水で満たされているので、水の乾燥は主に水面からであり壁面での乾燥は起こらない。第２の排水後は蒸発容器壁面に付着した水が乾燥していくが、所定温度以下での乾燥となるため、スケールの結晶化が抑制される。また、加熱終了時点の蒸発容器内の水は１００℃に近いことから、一旦この高温の水を排水した後、常温の水を追加することにより、蒸発容器の温度を短時間で下げることが可能となる。なお、前記所定温度は６０℃以下とした。水は乾燥時の温度が６０℃を超えるとスケールの結晶化が急激に促進されるので、６０℃以下になるまで水を満たしておくことでスケールの結晶化を抑制することが可能となる。

本発明の蒸気発生装置によれば、蒸気発生運転終了後、蒸発容器が所定温度に達してから蒸発容器の下部に設けられた排水管を通って排水するので、排水後の蒸発容器壁面に付着した水が、所定温度以下で乾燥することとなるため、スケールの結晶化を抑制することにより蒸発容器への付着力が弱められ、付着したスケールは次回運転時容易に剥離し容器底部に堆積する。この堆積したスケールは運転終了後排水することにより除去されるため、目詰まりや蒸発能力低下を防止できる。また、本発明の蒸気発生装置によれば、蒸気発生運転終了後直ちに蒸発容器の下部に設けられた排水管を通って蒸発容器内の残水を排水する第１の排水を行い、この第１の排水後に蒸発容器内に給水し、前記蒸発容器内に水を満たし、蒸発容器の温度が所定温度まで低下してから蒸発容器の下部に設けられた排水管を通って蒸発容器内の残水を排水する第２の排水を行い、蒸発容器壁面に付着した水が、所定温度以下で乾燥することとなるため、スケールの結晶化が抑制される。また、加熱終了時点の蒸発容器内の水は１００℃に近いことから、一旦この高温の水を排水した後、常温の水を追加することにより、蒸発容器の温度を短時間で下げることが可能となる。

本発明の第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態に係る蒸気発生装置２０の概略断面図である。蒸発容器１の外側に加熱用ヒータ２が設けられ、上部に蒸気導出口３が、下部には給排水管４が接続され、さらに給水ポンプ５を介して給水タンク７と連結されている。給水タンク７の水はこの給水ポンプ５を作動させることにより、給排水管４を通って蒸発容器１内に供給される。更に給排水管４は排水弁６を介して排水管８にも連結されており、蒸発容器１内の水は排水弁６を開くことにより排水管８を通って排水できる構造となっている。また、加熱用ヒータ２近傍には温度検知手段としてサーミスタ９を設けており、制御装置１０にて蒸発容器１の温度を判断し、また、制御装置１０は給水ポンプ５の作動も制御する。排水弁６は電気的に開閉制御できる電磁弁や伝導バルブなどを使用し、この時制御装置１０は排水弁６の開閉も制御できる。

上記構成による蒸気発生装置２０において、図２に示すフローチャートに基づいて動作を説明する。蒸発容器１内の水は、加熱用ヒータ２によって加熱されて沸騰し、容器内上部の空間で蒸気のみが分離され、蒸気導出口３から送り出される。蒸気発生運転が終了すると、加熱用ヒータ２がＯＦＦ（ステップＳ１）となり、サーミスタ９による蒸発容器１の温度検知がスタートする(ステップＳステップＳ２)。蒸発容器１が所定温度に達するまではこの状態、すなわち蒸発容器１内に水が満たされた状態を保つ。次にサーミスタ９が所定温度を検知すると、直ちに制御装置１０により排水弁６が開けられ(ステップＳ３)、蒸発容器１内の水は排水管８を通って排水される。従って、蒸発容器１内壁面に付着した水は、所定温度以下で乾燥することとなるので、スケールの結晶化が抑制される。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３は、第２の実施形態に係る蒸気発生装置２０の概略断面図である。この図において、上記第１の実施形態に係る蒸気発生装置と同一の部材には同一符号を附し、説明を省略する。１１は冷却ファンであり、蒸発容器１および加熱用ヒータ２を冷却できるよう設けられ、作動は制御装置１０により制御されるよう構成している。

上記構成による蒸気発生装置２０において、図４に示すフローチャートに基づいて動作を説明する。蒸気発生運転が終了すると、加熱用ヒータ２がＯＦＦ（ステップＳ４）となるとともに、冷却ファン１１を作動(ステップＳ５)させ、蒸発容器１および加熱用ヒータ２を冷却し始める。さらにサーミスタ９による蒸発容器１の温度検知がスタートする(ステップＳ６)。蒸発容器１が所定温度に達するまではこの状態、すなわち蒸発容器１内に水が満たされた状態を保つ。次にサーミスタ９が所定温度を検知すると、制御装置１０により直ちに冷却ファン１１を停止し（ステップＳ７）、排水弁６が開けられ(ステップＳ８)、蒸発容器１内の水は排水管８を通って排水される。従って、蒸発容器１内壁面に付着した水は、所定温度以下で乾燥することとなるので、スケールの結晶化が抑制される。本実施形態の構成によれば、冷却ファン１１を使用することにより排水までの時間を短縮することができる。

次に本発明の第３の実施形態について説明する。尚、蒸気発生装置２０の概略構造は図３と同様である。

本実施形態に係る蒸気発生装置２０の動作を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。蒸気発生運転が終了すると、加熱用ヒータ２がＯＦＦ（ステップＳ９）となるとともに、冷却ファン１１を作動(ステップＳ１０)させ、蒸発容器１および加熱用ヒータ２を冷却し始める。さらに給水ポンプ５を作動させ、蒸発容器１内に給水タンク７の水を追加し始める(ステップＳ１１)。所定時間水を追加することで蒸発容器１は冷却される(ステップＳ１２)。所定時間経過後、給水ポンプ５の作動を停止するとともに(ステップＳ１３)、サーミスタ９による蒸発容器１の温度検知がスタートする(ステップＳ１４)。蒸発容器１が所定温度に達するまではこの状態、すなわち蒸発容器１内に水が満たされた状態を保つ。次にサーミスタ９が所定温度を検知すると、制御装置１０により直ちに冷却ファン１１を停止し（ステップＳ１５）、排水弁６が開けられ(ステップＳ１６)、蒸発容器１内の水は排水管８を通って排水される。従って、蒸発容器１内壁面に付着した水は、所定温度以下で乾燥することとなるので、スケールの結晶化が抑制される。本実施形態によれば、給水ポンプ５により水を追加したため、蒸発容器１の冷却時間を短縮できる。

次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図６は、第４の実施形態に係る蒸気発生装置２０の概略断面図である。この図において、上記第１〜３の実施形態に係る蒸気発生装置と同一の部材には同一符号を附し、説明を省略する。１２は、給排水管４内の水位を検知することにより、蒸発容器１の排水状態を検知する水位センサーであり、検知は制御装置１０により行われるよう構成している。

上記構成による蒸気発生装置２０において、図７に示すフローチャートに基づいて動作を説明する。蒸気発生運転が終了すると、加熱用ヒータ２がＯＦＦ（ステップＳ１７）となるとともに、冷却ファン１１を作動(ステップＳ１８)させ、蒸発容器１および加熱用ヒータ２を冷却し始める。さらに排水弁６を開き、蒸発容器１内に残った水を排水し始める（ステップＳ１９）。水位センサー１２は給排水管４内の水位を検知し(ステップＳ２０)、排水完了を検知すると排水弁６を閉じ(ステップＳ２１)、直ちに給水ポンプ５を作動させ、蒸発容器１内に給水タンク７の水を追加し始める(ステップＳ２２)。所定時間水を追加する(ステップＳ２３)と、給水ポンプ５の作動を停止するとともに(ステップＳ２４)。サーミスタ９による蒸発容器１の温度検知がスタートする(ステップＳ２５)。蒸発容器１が所定温度に達するまではこの状態、すなわち蒸発容器１内に水が満たされた状態を保つ。次にサーミスタ９が所定温度を検知すると、制御装置１０により直ちに冷却ファン１１を停止し（ステップＳ２６）、排水弁６が開けられ(ステップＳ２７)、蒸発容器１内の水は排水管８を通って排水される。従って、蒸発容器１内壁面に付着した水は、所定温度以下で乾燥することとなるので、スケールの結晶化が抑制される。本実施形態によれば、蒸気発生運転後、ただちに蒸発容器１に残った高温の水を排水し、さらに給水ポンプ５により水を追加したため、蒸発容器１の冷却時間を短縮できる。

図８には、本発明の蒸気発生装置２０を備えた加熱調理器の構成を示している。給水タンク７から蒸発容器１に供給された水は、該蒸発容器１内で水蒸気に生成され、被調理物１３を収容する加熱室１４へ供給され、被調理物１３を調理する構成になっている。

本発明の蒸気発生装置は、例えば、蒸気加熱式加熱調理器などへの応用が可能である。すなわち、水蒸気を加熱室へ供給し、被調理物を加熱調理する加熱調理器などに利用することができる。

は、本発明の第１の実施形態に係る蒸気発生装置の概略断面図である。 は、同上蒸気発生装置の動作例を示すフローチャートである。 は、本発明の第２の実施形態に係る蒸気発生装置の概略断面図である。 は、同上蒸気発生装置の動作例を示すフローチャートである。 は、本発明の第３の実施形態に係る蒸気発生装置の動作例を示すフローチャートである。 は、本発明の第４の実施形態に係る蒸気発生装置の概略断面図である。 は、同上蒸気発生装置の動作例を示すフローチャートである。 は、本発明の蒸気発生装置を備えた加熱調理器の概略断面図である。

符号の説明

１ 蒸発容器
２ 加熱用ヒータ
３ 蒸気導出口
４ 給排水管
５ 給水ポンプ
７ 給水タンク
６ 排水弁
８ 排水管
９ サーミスタ
１０ 制御装置
１１ 冷却ファン
１２ 水位センサー
２０ 蒸気発生装置

Claims (3)

1. 蒸発容器と、該蒸発容器を加熱する手段と、前記蒸発容器内に給水する給水手段と、前記蒸発容器内の水を排水する排水手段と、前記蒸発容器の温度を検知する温度検知手段と、前記加熱手段、給水手段、排水手段等を制御する制御手段とを備え、蒸気発生運転終了後、前記蒸発容器の温度が所定温度まで低下してから前記蒸発容器の下部に設けられた排水管を通って前記蒸発容器内の残水を排水し、前記蒸発容器の内壁面に付着した水が所定温度以下で乾燥することを特徴とする蒸気発生装置。
2. 蒸発容器と、該蒸発容器を加熱する手段と、前記蒸発容器内に給水する給水手段と、前記蒸発容器内の水を排水する排水手段と、前記蒸発容器の温度を検知する温度検知手段と、前記加熱手段、給水手段、排水手段等を制御する制御手段とを備え、
   蒸気発生運転終了後、直ちに前記蒸発容器の下部に設けられた排水管を通って前記蒸発容器内の残水を排水する第１の排水を行い、この第１の排水後に前記蒸発容器内に給水し、前記蒸発容器内に水を満たし、前記蒸発容器の温度が所定温度まで低下してから前記蒸発容器の下部に設けられた排水管を通って前記蒸発容器内の残水を排水する第２の排水を行い、前記蒸発容器の内壁面に付着した水が所定温度以下で乾燥することを特徴とする蒸気発生装置。
3. 請求項１又は２に記載の蒸気発生装置を備えた加熱調理器。

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