JP6000911B2 - 蒸気発生装置 - Google Patents

Description

この発明は、スチーム対流式オーブンなど加熱調理器の加熱調理庫内に蒸気を供給するための蒸気発生装置に関し、蒸発容器と加熱体との組立て構造を改良して、両者を精度よく組み合わせて、簡便に組立・分解ができるように、また、加熱制御のための温度検出素子の取付けが簡単であるように工夫したものである。

加熱調理器は、食材を加熱調理するための装置であり、被加熱調理食材を中に入れて加熱調理するための加熱調理庫を前面に向けて開口させてハウジング本体内に配置し、ハウジング本体の前面に設けた開閉扉を開閉して被加熱調理食材を加熱調理庫に出し入れする構造になっている。図１は、スチーム対流式加熱調理器の一例について主要な内部構造を線図的に示す平面図であり、スチーム対流式加熱調理器１０のハウジング本体１１の前面には、開閉扉１１ｄが設けられており、その取っ手１１ｈを操作して開閉扉１１ｄを開けると、加熱調理庫１２が手前に向けて開口している。加熱調理庫１２の内部は、図中、破線１２ｓより右側の部分が被加熱調理食材を収容するための空間を形成しており、破線１２ｓより左側の部分には、加熱用のヒータ１３および庫内空気循環用の遠心ファン１４が設けられている。遠心ファン１４は、モータ１４ｍにより駆動され、加熱調理庫１２内の空気を白抜き矢印で示すように循環させる。ハウジング本体１１内の加熱調理庫１２の左外側に隣接する空間には、蒸気発生装置２０が設けられており、加熱調理庫１２内に加熱調理用の蒸気を供給する。温度センサ１５は、加熱調理庫１２の内部温度を検出する。制御回路１６は、使用者が操作パネル１７から入力する操作指示に従って、かつ、加熱調理器１０の必要各所の検出温度に応じて加熱調理器１０の運転を制御する。

蒸気発生装置２０は、蒸発容器内に貯めた水に加熱体を挿入して、加熱体を蒸発容器の外側から誘導加熱して中に貯めた水を沸騰させ、発生した蒸気を上方の蒸気収集容器で集めて、そこから蒸気送出管で加熱調理庫へ供給する構造になっている。蒸気発生装置の例が、特許文献１および２に開示されている。この種の従来構造の蒸気発生装置では、複数本の加熱棒を上部で支持枠により吊り下げてなる加熱体を、縦に細長で深い蒸発容器に上部から挿入して蒸発容器の上縁に支持枠を懸架し、蒸発容器の外側から誘導加熱コイルで加熱体を加熱して内部の水を沸騰させ、沸騰した水蒸気を上方の蒸気収集容器で集めて、送出管で取り出す構造となっている。

この場合、加熱体は、縦に細長で深い蒸発容器の上縁に支持枠を載せて吊り下げる形を採るので、加熱棒が蒸発容器の壁面に対して傾いたり近づきすぎたりしないように、かつ外側の加熱コイルに対して均等な位置関係に配置されるように、精度よく組み付けることが難しかった。精度よく均一に配置されないと、加熱むらが生じることにもつながる。また、加熱棒の温度は、加熱棒に開けた孔に温度検出用のサーミスタを差し込んで検出する構造になっており、蒸発容器の外から当該孔を開けた加熱棒を狙って差し込んで取り付けるので、位置決め作業に手間取るし、シール構造にも注意を払わなければならない。また、加熱する水の中に位置する加熱棒にサーミスタを取り付けると、サーミスタ自体にカルシウム分など水の不純物が付着しやすく、温度検出の感度が低下したり不安定になったりして、信頼性の面での心配もある。

特開２０１０−２４９４１０号公報 特開２０１０−２５５８７１号公報

この発明は、加熱調理器の蒸気発生装置において、蒸発容器と加熱体との組立て構造を改良することによって、両者を精度よく組み合わせて、簡便に組立・分解することができ、また、加熱制御のための温度検出素子の取付けが簡単でかつ検出温度の信頼性の高い蒸気発生装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明による蒸気発生装置は、水平面内において中央部に開口を有する円環状を呈し所定の厚さを有する熱伝導部材からなる支持基台と、それぞれの上端が支持基台に所定の間隔を開けて取り付けられ、支持基台の円環面に対して垂直に下向きに林立させた複数本の誘導加熱可能な加熱棒と、支持基台の全体および加熱棒の取付け部分を中に含んで合成樹脂材料でインサート成形され、支持基台より上方に延びる筒状部を一体に形成してなる蒸気分離容器と、複数の加熱棒を取り囲んで蒸気分離容器の下方に気密に接続された有底筒状の蒸発容器と、蒸気分離容器の上部に気密に接続され蒸気分離容器からの蒸気を集めて送出管から送り出す蒸気収集容器と、蒸発容器を外側から囲んで円筒状に設けられ加熱棒を誘導加熱する誘導加熱コイルと、誘導加熱コイルの周りを外側から囲んで配置した磁性材料を含んでなる磁気漏れ防止構造体と、蒸発容器に連通して蒸発容器に水を供給する給水タンクと、を備えてなることを特徴とする。

この発明による蒸気発生装置では、支持基台の外周側面に温度検出孔を穿設し、支持基台と一体に成形された蒸気分離容器の支持基台に隣接する部分を貫通して外側から温度検出孔に温度検出素子を取り付ける構造とすることができる。さらに、この発明による蒸気発生装置では、支持基台の外周の一部から凸片状の温度検出片部を支持基台と一体でＬ字状に起立して形成し、支持基台と一体に成形された蒸気分離容器の支持基台に隣接する部分を貫通して外側から温度検出片部に感温スイッチを取り付ける構造とすることができる。

この発明による蒸気発生装置では、磁気漏れ防止構造体は、長手方向を垂直方向に向けて配置した複数のフェライト製棒状体と、各フェライト製棒状体に長手方向に沿って隣接する補強桟と、フェライト製棒状体の長手方向に垂直な平面内で円弧状を呈する上部支持枠体および下部支持枠体とを含んでなり、フェライト製棒状体および補強桟の各上端部および各下端部は、それぞれ上部支持枠体および下部支持枠体にその円弧方向に所定間隔を開けて結合され、フェライト製棒状体が、補強桟、上部支持枠体および下部支持枠体と一体にインサート成形されてなり、複数のフェライト製棒状体が誘導加熱コイルの周りを外側から囲んで配置されている構造とすることができる。

この発明による蒸気発生装置では、給水タンクは、上部から水を落下させて給水する形式の有底容器であり、水が落下する箇所に対応する底面に傾斜壁面を形成した構造とすることができる。

この発明によれば、蒸気発生装置において、水平面内において中央部に開口を有する円環状を呈し所定の厚さを有する熱伝導部材からなる支持基台に、複数本の誘導加熱可能な加熱棒を、それぞれの上端を支持基台に所定の間隔を開けて取り付け、支持基台の円環面に対して垂直に下向きに林立させ、支持基台の全体および加熱棒の取付け部分を中に含み周りを囲んで合成樹脂材料でインサート成形したので、支持基台が熱伝導のよい金属であっても、水分によって腐食されることなく、また支持基台と加熱棒が異種金属である場合に電食を防ぐこともできる。かつ、支持基台より上方に延びる筒状部を一体に形成して蒸気分離容器を形成したので、支持基台より下方の部分には複数の加熱棒を取り囲んで蒸発容器を精度よく気密に接続することができ、また、支持基台より上の部分には蒸気分離容器が形成されて、下から沸騰に伴って跳ね上がってきた水滴を落ち着かせて落下させることができる。また、支持基台の部分では中央部の開口の所で蒸気通路が狭まっているので、下で沸騰して跳ね上がる水滴はそこでも阻止されて上方まで跳ね上がる量が少なくなる。さらに、蒸気分離容器の上部には、蒸気収集容器を気密に接続することができる。また、熱伝導部材からなる支持基台の外周側面に温度検出孔を穿設し、支持基台と一体に成形された合成樹脂の部分を貫通して外側から温度検出孔に温度検出素子を取り付ける構造とすることにより、加熱制御のための温度検出素子の取付けが簡単になる。また、温度検出素子が加熱棒の水が掛かる箇所でなく、水が掛からない支持基台に取り付けられているので、水の中に含まれるカルシウム分などの不純物が付着せず、検出感度の低下や取り外しにくくなるなどの不具合の可能性がなくなる。

スチーム対流式加熱調理器の一例について主要な内部構造を線図的に示す平面図である。 この発明による蒸気発生装置の外観をその周辺の装置とともに示す斜視図である。 この発明による蒸気発生装置を図２の矢印Ａの方向から見た断面立面図である。 この発明による蒸気発生装置における加熱棒が支持基台に取り付けられた状態を示す斜視図である。 この発明による蒸気発生装置における加熱棒をインサート成形してなる蒸気収容筒の断面立面図である。 この発明による蒸気発生装置における加熱棒をインサート成形してなる蒸気収容筒の斜視図である。 この発明による蒸気発生装置における突沸遮蔽板の平面図である。 この発明による蒸気発生装置の一部を分解した外観を示す斜視図である。 この発明による蒸気発生装置における磁気漏れ防止構造体の水平断面図である。 この発明による蒸気発生装置を図２の矢印Ｂの方向から見た断面立面図である。

以下に、この発明による蒸気発生装置を、図面を参照しながら説明する。図２は、この発明による蒸気発生装置の外観をその周辺の装置とともに示す斜視図であり、図３は、この発明による蒸気発生装置を図２の矢印Ａの方向から見た断面立面図である。この発明による蒸気発生装置は、全体として図２の斜視図に示す外観を呈し、図３の断面立面図に示す内部構造を有しており、内部に溜めた水を加熱して沸騰させ蒸発させる有底筒状の蒸発容器２２の上部に、下から沸騰して跳ね上がった水滴を落ち着かせて落下させ蒸気を上方に導く蒸気分離容器２１を気密に接続し、さらに蒸気分離容器２１の上部には閉じた天井壁を有する蒸気収集容器２３を気密に接続して、蒸気を発生させるための縦長の筒状容器を形成している。最上部にある蒸気収集容器２３の天井壁の近くの側壁に設けた送出管２４から蒸気を噴出させて加熱調理庫１２（図１）の中へと送り込む。蒸発容器２２は、その下部において給水タンク５０に連通していて、給水タンク５０から水が常時供給されている。符号５１は、給水タンク５０から蒸発容器２２への給水路を形成する給水連通管である。また、蒸発容器２２の中には、複数の加熱棒２が配置されていて、蒸発容器２２の外側には、蒸発容器２２を外側から囲んで円筒状に巻回された誘導加熱コイル３０が設けられている。さらに、誘導加熱コイル３０の周りを外側から囲んで、磁気漏れ防止構造体４０が配置されている。

次に、この発明の特徴とする加熱棒２の配置構造について、図４〜６を参照しながら説明する。図４に示すように、水平方向に平らで中央部に円形の開口を有する円環状を呈し、所定の厚さを有する、銅など熱伝導の良好な材料からなる支持基台１の下面に、電磁誘導加熱可能なステンレス鋼などの材料でできた加熱棒２を、複数本、互いに間隔を開けて各上端でねじ３により取り付けて、支持基台１の円環面に対して垂直に下向きに林立させてある。支持基台１には、その外周側面に温度検出孔１ａを穿設してあり、さらに、外周の一部から温度検出片部１ｂを一体に形成しＬ字状に上向きに起立させてある。このように構成した支持基台１の全体と加熱棒の取付部分とを、図５に示すように、中に含んで合成樹脂材料でインサート成形して、支持基台１よりも上方に延びる筒状部を一体に形成した蒸気分離容器２１を構成する。蒸気分離容器２１は、下記に説明する蒸発容器２２内で沸騰して跳ね上がる水滴を落ち着かせて落下させる役目をする空間である。

図６は、加熱棒２が取り付けられた支持基台１（図示では表れていない）が下部にインサート成形された蒸気分離容器２１の斜視図であり、図示２１ａの箇所に、中の支持基台１に穿設した温度検出孔１ａに届く貫通孔が設けられ、図示２１ｂの箇所に、中の支持基台１の起立した凸片状の温度検出片部１ｂの平坦面に届く貫通孔が設けられている。温度検出孔１ａに取り付けるサーミスタなどの温度検出素子６１（図２、３参照）により加熱温度を検出して、蒸気発生のための加熱制御を行う。温度検出片部１ｂには、その起立面にバイメタルサーモスタットなどの面接触型の感温スイッチ６２（図５参照）を取り付けて、異常加熱などを検出した場合、加熱回路を遮断することに用いられる。支持基台１は、熱伝導の良好な材料の厚肉部材で出来ているので、複数の加熱棒の温度を十分に伝導し、複数の加熱棒の平均的温度を検出する役割を果たす。その一方で、銅や真鍮のような熱伝導の良好な材料は、水分の作用による腐食が起こりやすく、また、銅とステンレスの接合部では電食も発生しやすいところ、支持基台１が樹脂で包まれて水分から隔離されているので、そのような問題も生じない。さらに、熱伝導の良好な同じ支持基台１の２箇所で温度制御用の温度検出と異常時の運転停止制御用の温度検出とを行うので、加熱調理器１０の安全性が大いに向上する。

蒸気分離容器２１の円筒外周面には、周方向に連続した凸条２１ｃ、２１ｄが一体に形成されており、筒状部の補強リブの役割を果たしているとともに、上側の凸条２１ｃは、上方から蒸気収集容器２３を接続するに際して、蒸気収集容器２３の下端縁の位置決めストッパの役割を果たす。また、蒸気分離容器２１の下方には、図３において上述したように、加熱棒２を取り囲んで有底状の蒸発容器２２が気密に接続されており、誘導加熱コイル３０により加熱される加熱棒２の発熱により蒸発容器２２内の水を沸騰させ蒸発させて、蒸気を発生させる。発生した蒸気は、蒸気分離容器２１に昇り、さらに蒸気収集容器２３に昇り、送出管２４から調理庫内へと送られる。蒸気分離容器２１の下方に蒸発容器２２を接続する箇所には、図３および５に示すように、嵌合部分のシール用にＯリング２１ｅ、２１ｆが嵌められている。さらに、蒸気分離容器２１の上端の蒸気収集容器２３との接続部分には、図７に示すような、平板状で、円板形の水滴遮断部２５ａが連結板部２５ｂにより外環部２５ｃに対して円の中央部分に支持されて水滴遮断部２５ａの周りに蒸気通路用の開口部２５ｄを有する突沸遮蔽板２５が、図３に示すように介装されており、蒸気分離容器２１の中で落下できないでさらに蒸気収集容器２３へ向かって跳ね上がろうとする水滴を遮断する役割を果たす。

次に、図８〜９を参照しながら、磁気漏れ防止構造体について説明する。図８は、この発明による蒸気発生装置の一部を分解した外観を示す斜視図であり、図９は、磁気漏れ防止構造体の水平断面図である。磁気漏れ防止構造体４０は、長手方向を垂直方向に向けて配置した複数のフェライト製棒状体４１と、各フェライト製棒状体４１に長手方向に沿って隣接する補強桟４２と、フェライト製棒状体４１の長手方向に垂直な平面内で円弧状を呈する上部支持枠体４３および下部支持枠体４４とを含んでなり、フェライト製棒状体４１および補強桟４２の各上端部および各下端部は、それぞれ上部支持枠体４３および下部支持枠体４４にその円弧方向に所定間隔を開けて結合され、フェライト製棒状体４１が、補強桟４２、上部支持枠体４３および下部支持枠体４４と一体に耐熱エンプラ樹脂で一体にインサート成形されてなり、複数のフェライト製棒状体４１が誘導加熱コイル３０の周りを外側から囲んで配置されている。この実施形態では、磁気漏れ防止構造体４０は、半円筒面ずつの２つ割り構造に作られており、同一の形状のもの２個の一方を上下逆にして組み合わせることによりそのまま組み合わされる形状に成形されている。また、各１個は、図９の断面図から分かるように、金型が抜けるようにサンドイッチ形状に設計されている。フェライト自体は脆い材料であり、さらに焼結物であるため、外形寸法がばらつきやすく、インサート成形には向かず、折れやすい。そこで、隣接する補助桟４２を小さな面積で部分的にかつ均一にフェライト製棒状体４１に接するような構造とすることにより、インジェクション成形の４０ＭＰａという高い圧力においても、破壊を防ぐことができる。誘導加熱コイル３０から漏洩する磁束は、磁気良導体であるフェライト製棒状体４１に吸い寄せられる形で短絡されるので、磁気漏れ防止構造体４０が格子状で間に空間の空いた構造でありながら、漏洩磁束は十分に減衰される。

次に、図１０を参照しながら、給水タンクについて説明する。給水タンク５０は、その中に貯えた水を下部で連通する蒸発容器２２に供給するためのものであり、一般に、給水タンク５０の中に貯えられた水の量をフロートスイッチで検出して、一定の水位になるように制御しながら、水道水を上から給水タンク５０内に落下させて注水する形式のものである。特徴として、給水口とフロートスイッチが隣接している。これは、給水タンク５０の断面積そのものが大きくないためであるが、給水タンク５０の機能が、蒸気発生装置２０と給水連通管５１を通して給水することにあって、蒸気発生装置２０の断面積と同等にすると設計上都合がよいからである。給水タンク５０を大きく設計すれば、初期給水に時間が掛かり、小さく設計すれば、給水動作が頻繁になって、フロートスイッチや給水用ウォータバルブ（図示してない）の寿命など信頼性に影響してくる。しかしながら、フロートスイッチが吸水口と隣接すると、フロートスイッチの誤動作が発生しやすい。給水タンク５０の容器の形としては、単純な直方体のものが多く、底の面は、給水連通管５１の部分を除き、一般に水平な平面であるが、給水時に吐出される水道水が上方から平らな底の面に叩きつけられると、水が跳ね返り、空気を巻き込むなど、水面が安定せず、また、フロートスイッチの浮き子５２に斜めの流れが当たり、浮き子５２がシャフトに引っかかったりして、フロートスイッチの浮き子５２が正確に水位を示すことができない虞がある。図９に示すこの発明の実施形態では、給水管５９からの水が落下する箇所に対応する底の面に傾斜壁面５０ａを形成し、反対側に５０ｂを形成してある。これにより、給水管５９から給水された水の流れは、傾斜面５０ａに案内されて底面に沿って水平に傾斜面５０ｂの方に向かって流れ、そこで上方に向かい、全体的に穏やかに水流が行き渡って水位が上昇していく。浮き子５２が傾いて引っかかる現象が起きにくくなる。

さらに、図１０の実施形態では、フロートスイッチの浮き子５２の周りを取り囲んで筒状の波立ち防止壁５３が設けられている。この波立ち防止壁５３は、筒状でなくても、給水管５９のある側にのみ壁板を設けることでも効果がある。これにより、浮き子５２の存在する箇所の水面の波立ちがなくなり、浮き子５２による水位の検出がさらに正確に行われる。なお、図１０に示すように、傾斜壁面５０ａと波立ち防止壁５３の両方を組み合わせて実施することにより、強い水圧に対しても安定した給水機能を持たせることができる。

以上説明したように、この発明による加熱調理器用の蒸気発生装置の実施形態では、円環状で圧肉の熱伝導部材からなる支持基台に複数の加熱棒の上端を取り付け、支持基台の全体および加熱棒の取付け部分を中に含んで合成樹脂材料でインサート成形して、支持基台より上方に延びる筒状部を一体に形成して蒸気収容筒を構成したので、蒸発容器に対して精度よく組み合わせて接続することができる。また、熱伝導部材からなる支持基台の温度を検出して加熱制御を行うので、複数の加熱棒自体の温度に相当する温度を検出することになり、かつ蒸気分離容器の外面から温度検出素子を簡単に取り付けることができる。また、漏れ磁束防止用のフェライト製棒状体が補強桟および上下支持枠体とともにインサート成形されているので、フェライト製棒状体の損傷の虞が低減される。また、給水タンクの底面壁の形状を傾斜させたことにより、給水された水の水面を安定させたので、フロートスイッチの浮き子の誤動作の虞が減少する。

１…支持基台、１ａ…温度検出孔、１ｂ…温度検出片部、２…加熱棒、３…ねじ、１０…加熱調理器、１１…ハウジング本体、１１ｄ…開閉扉、１１ｈ…取っ手、１２…加熱調理庫、１３…ヒータ、１４…遠心ファン、１５…温度センサ、１６…制御回路、１７…操作パネル、２０蒸気発生装置、２１…蒸気分離容器、２１ａ…貫通孔、２１ｂ…貫通孔、２１ｃ…凸条、２１ｄ…凸条、２２…蒸発容器、２３…蒸気収集容器、２４…送出管、２５…突沸遮蔽板、３０…誘導加熱コイル、４０…磁気漏れ防止構造体、４１…フェライト製棒状体、４２…補強桟、４３…上部支持枠体、４４…下部支持枠体、５０…給水タンク、５１…給水連通管、５２…浮き子、５３…波立ち防止壁、５９…給水管、６１…温度検出素子、６２…感温スイッチ。

Claims (5)

1. 水平面内において中央部に開口を有する円環状を呈し所定の厚さを有する熱伝導部材からなる支持基台と、
   それぞれの上端が前記支持基台に所定の間隔を開けて取り付けられ、前記支持基台の円環面に対して垂直に下向きに林立させた複数本の誘導加熱可能な加熱棒と、
   前記支持基台の全体および前記加熱棒の取付け部分を中に含んで合成樹脂材料でインサート成形され、前記支持基台より上方に延びる筒状部を一体に形成してなる蒸気分離容器と、
   前記複数の加熱棒を取り囲んで前記蒸気分離容器の下方に気密に接続された有底筒状の蒸発容器と、
   前記蒸気分離容器の上部に気密に接続され前記蒸気分離容器からの蒸気を集めて送出管から送り出す蒸気収集容器と、
   前記蒸発容器を外側から囲んで円筒状に設けられ前記加熱棒を誘導加熱する誘導加熱コイルと、
   前記誘導加熱コイルの周りを外側から囲んで配置した磁性材料を含んでなる磁気漏れ防止構造体と、
   前記蒸発容器に連通して前記蒸発容器に水を供給する給水タンクと、
   を備えてなる蒸気発生装置。
2. 請求項１に記載の蒸気発生装置において、
   前記支持基台の外周側面に温度検出孔を穿設し、前記支持基台と一体に成形された前記蒸気分離容器の前記支持基台に隣接する部分を貫通して外側から前記温度検出孔に温度検出素子を取り付けてなる
   ことを特徴とする蒸気発生装置。
3. 請求項２に記載の蒸気発生装置において、
   前記支持基台の外周の一部から凸片状の温度検出片部を前記支持基台と一体でＬ字状に起立して形成し、前記支持基台と一体に成形された前記蒸気分離容器の前記支持基台に隣接する部分を貫通して外側から前記温度検出片部に感温スイッチを取り付けてなる
   ことを特徴とする蒸気発生装置。
4. 請求項１に記載の蒸気発生装置において、
   前記磁気漏れ防止構造体は、長手方向を垂直方向に向けて配置した複数のフェライト製棒状体と、前記各フェライト製棒状体に長手方向に沿って隣接する補強桟と、前記フェライト製棒状体の長手方向に垂直な平面内で円弧状を呈する上部支持枠体および下部支持枠体とを含んでなり、前記フェライト製棒状体および前記補強桟の各上端部および各下端部は、それぞれ前記上部支持枠体および前記下部支持枠体にその円弧方向に所定間隔を開けて結合され、前記フェライト製棒状体が、前記補強桟と部分的面積でかつ均一に接するように隣接して前記上部支持枠体および前記下部支持枠体と一体にインサート成形されてなり、前記複数のフェライト製棒状体が前記誘導加熱コイルの周りを外側から囲んで配置されている
   ことを特徴とする蒸気発生装置。
5. 請求項１に記載の蒸気発生装置において、
   前記給水タンクは、上部から水を落下させて給水する形式の有底容器であり、上記水が落下する箇所に対応する底面に傾斜壁面を形成してなる
   ことを特徴とする蒸気発生装置。

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