JP2008048929A

JP2008048929A - 炊飯器

Info

Publication number: JP2008048929A
Application number: JP2006228636A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Oya; 弘大矢; Shunpei Ando; 俊平安藤; Norio Ikeda; 典生池田; Koichiro Yamashita; 幸一郎山下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2008-03-06

Abstract

【課題】鍋内の米、水の加熱において不足する上方からの加熱を行い、かつ上方の乾燥を防止する炊飯器において、効率よく、かつより細やかな精度で蒸気を発生させることで食味を非常によくし、さらに小型の蒸気炊飯を実現する炊飯器を提供することを目的とする。
【解決手段】炊飯器本体２１と、鍋２２と、鍋を加熱する鍋加熱手段２４と、鍋の開口部を覆う蓋２３と、蒸気を発生する蒸気発生手段と、蒸気発生手段が発生する蒸気を加熱する蒸気加熱手段４３と、蒸気発生手段へ供給する水を貯える給水タンク２７とを備え、蒸気発生手段は水を貯留する凹部状の蒸発部３０を設けた内蓋２９と蒸発部の発熱密度を高める蒸気加熱手段により構成されるとともに、少なくとも蒸発部に凹凸部を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、炊飯性能を向上させるために、水の沸点以上の蒸気を利用する炊飯器に関するものである。

一般的な家庭用の炊飯器においては、鍋内の米と水を加熱するために鍋底部に配置した鍋加熱手段が主であり、蓋内の加熱手段は鍋内の米、水の上方の空間を介するため、結果的に、補助的な加熱となる。よって、鍋内上層の米は加熱量が不足し、鍋内の米、水を均一な加熱をすることができなかった。

さらに、本来炊飯においては、水がほぼ無くなり米の流動性がなくなる、炊飯の最終工程である、蒸らし工程で、それまでの加熱を継続し、米澱粉の糊化を完成させることが、美味なる飯を炊くために必須であるが、この工程で、加熱を継続すると鍋底付近の米飯が焦げてしまうため加熱を弱めることが多かった。

加熱を弱めることに伴う糊化不足を防止し、炊飯性能を向上させるための手段としては、蓋内にあらかじめ水を貯留し前記水から蒸気を発生させ上部の加熱を促進する炊飯器が提案されている。

図７に、特許文献１の構成を示す。図７において、炊飯器１は着脱自在に鍋２を収納するため、有底筒状の鍋収納部を有す。鍋収納部の底部には、鍋加熱手段３として鍋２を誘導加熱する鍋加熱コイルが設けられている。４は底温度センサーで、鍋２の底面と当接するよう構成されている。５は鍋側面加熱手段で、鍋２の側面を誘導加熱する鍋側面加熱コイルが設けられている。制御手段６は炊飯器１の動作を制御する。

また、炊飯器１の後部のヒンジ部に設けたヒンジ軸（図示は省略）にて軸支され、鍋２の上部を開閉する蓋７を備えている。蓋７には蓋加熱板８が設けてあり、蓋加熱手段９として蓋加熱板８を誘導加熱する蓋加熱コイルが設けられている。蓋加熱板８は蓋加熱板蒸気口１１を有しており、蓋７の天面には蓋蒸気口１２が設けられ、鍋２の内部は機外と連通し、大気圧となっている。蒸気口パッキン１３は、蓋加熱板８と蓋７に挟持されており、鍋パッキン１４は、蓋７の閉時に蓋加熱板８と鍋２の上縁外周部にあるフランジ部の間で挟持されている。

また、蓋加熱板８上には、水を貯溜するとともに、蓋加熱手段９の加熱により蓋加熱板８から熱を供給されて、蒸気を生成する蒸気発生部１０が、蓋加熱板８と蓋７に挟持されている。蒸気を生成する水を収納する給水容器１５と、給水容器１５上部を開閉する給水容器蓋とが、蓋加熱板８、特に蒸気発生部１０の上方に配置されている。

また、蒸気発生部１０で発生した蒸気は、蓋加熱板８の表面において、蒸気パッキン１０ａに囲われた空間領域を蒸気投入口１０ｂへと移動し、鍋２の内部へと投入される。蓋加熱板８は全体が所定の高温度に維持されており、特に蒸気の通過部分を高温度にすることで、蒸気温度を１００℃に維持し、さらに１００℃を超えた高温蒸気を生成することができる。
特開２００５−１６０９１７号公報

しかしながら、上記の従来の構成の炊飯器で蒸気を発生させる時、以下のような課題が生じる。即ち、水の蒸発に要する熱量は約２２５７Ｊ／ｇであるが、蒸気の定圧比熱は１．９Ｊ／ｇ・℃であり蒸気温度を１００℃から１１０℃に上げるのに必要な熱量は１９Ｊ／ｇとなる。この構成で蓋加熱手段の通電で蓋加熱板を加熱し、水の気化及び気化された蒸気の加熱を均等かつ同時に行った場合、水の蒸発量を確保すべく蓋加熱手段の入力電力を加えると水を蒸発させる熱量より蒸気の温度を高める熱量は、はるかに小さいため加熱板の蒸気発生部分とそれ以外の部分で熱分布に大幅なばらつきが生じて蒸気の温度が上がりすぎ、かえって鍋上面の米は水分を蒸発させてしまい食味を落としてしまうものである。

本発明は、上記課題を解決するもので、蒸気を発生する蒸気発生手段と、蒸気発生手段が発生する蒸気を加熱する蒸気加熱手段と、蒸気発生手段へ蒸発水を供給する水供給手段とを備え、蒸気発生手段は水を貯留する凹部状の蒸発部を設けた内蓋と蒸発部の発熱密度を高めた蓋加熱手段とを有するとともに、少なくとも蒸発部にエンボス部を設けたものである。

本発明によれば、鍋内の米、水の加熱において不足する上方からの加熱を行い、かつ上方の乾燥を防止する炊飯器において、効率よく、かつより細やかな精度で蒸気を発生させることで食味を非常によくし、さらに小型の蒸気炊飯を実現する炊飯器を提供するものである。

第１の発明は、炊飯器本体と、鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記炊飯器本体の上方に設けられた蓋と、前記蓋の下方に設けられ鍋の開口部を覆う内蓋と、前記内蓋を加熱する蓋加熱手段と、蒸気を発生する蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段が発生する蒸気を加熱する蒸気加熱手段と、前記蒸気発生手段へ蒸発水を供給する水供給手段とを備え、前記蒸気発生手段は水を貯留する凹部状の蒸発部を設けた前記内蓋と前記蒸発部の発熱密度を高めた前記蓋加熱手段とを有するもので、蒸気発生から鍋内への経路がコンパクトとなり、高温の蒸気が経路内で冷やされ結露等することなく鍋内へ投入することができる。また蒸気発生手段は蒸発水を貯留する凹部状の蒸発部を設けた内蓋を具備することにより、蒸発部に貯留された蒸発水は炊飯中に発生する蒸気の潜熱により内蓋の蒸発部で熱交換され、炊き上げ工程後半には沸騰状態となり、蒸発水を予備加熱するエネルギーが削減されると共に蒸気加熱手段は蓋の加熱手段と共用化が図れるため大幅に構成を簡略化が可能となる。さらに、蒸発部の発熱密度を高めることにより、蒸発水の蒸発量を確保でき、かつ蒸発部以外の部分は適宜発熱密度を弱めることで内蓋の加熱しすぎを防ぐことができるため適当な温度の加熱蒸気をご飯に加えることが可能となり炊飯性能を確保することができる。加えて、少なくとも蒸発部にエンボス部を設けることにより蒸発部の加熱面積が増加するため蒸発水の蒸発がよりスムーズに行うことができる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態について図１〜図５に基づいて説明する。図面を簡潔にするために、電気的接続のためのリード線や水の給水経路等は省略してある。２１は炊飯器の本体で、着脱自在の鍋２２を内装している。さらに鍋２２の上面を覆う蓋２３が開閉自在に設置されている。また２４は鍋２２を加熱する鍋加熱手段である鍋コイル、鍋２２の温度を検知する鍋温度検知手段２５を本体２１内部に配置している。

蓋２３には水２６を蓄える給水タンク２７が着脱自在に取り付られており、ポンプ２８は給水タンク２７に接続され、水２６を、蓋２３の下方で鍋２２上面に位置し着脱自在に設けられたステンレス製の内蓋２９に供給する。給水タンク２７とポンプ２８で水供給手段を構成する。

内蓋２９には水２６を貯留する凹部状の蒸発部３０を備えている。蒸発部３０は凸部３１により２分割されている。また、蒸発部３０には、５°の傾斜が設けられ炊飯器が傾斜したところに置かれて且つ水２６が少なくなったときでも、常に水が所定位置に貯留するようにしている。３２は水２６が加熱され水蒸気になり鍋２２内に水蒸気を供給する蒸気噴出口で蒸発部３０と対角の位置に設けられている。また、蒸発部３０にはエンボス部３０Ａを設けている。

３３は、蓋２３の下面に位置し、内蓋２９に対向して設けた蓋カバー、３４は蓋加熱手段であり、蓋カバー内に設けられた蓋コイルで、内蓋２９の中心の略真上に中心を有する巻線である。また蓋コイル３４は、内蓋２９の蒸発部３０の凹部形状に合わせて蓋コイル３４も凹部形状を形成する。蓋コイル３４には補助コイル３４Ａが蓋コイル３４と直列に接続されており、凸部３１上を加熱する位置に設けられている。

蒸発部３０を設けた内蓋２９と蓋コイル３４とから蒸気発生手段を構成する。

３５はフェライトで蓋コイル３４の上で且つ投影位置で蒸発部３０の位置に設けている。蓋コイル３４及びフェライト３５の上にはアルミニウム製の蓋反射板３６を配置している。３７は回路基板である。回路基板３７にはマイクロコンピュータ（図示しない）が搭載されている。マイクロコンピュータはソフトウエアにより、鍋コイル２４及び蓋コイル３４に交番磁界を発生させるための電流を制御する。

３８は蓋センサーユニットで蓋カバー３３に取り付られている。図３において、蓋センサーユニット３８は、温度により抵抗値を変える蓋サーミスタ３９と蓋サーミスタ３９の後方から出ている２本のサーミスタリード線３９Ａを貫通するサーミスタ碍子３９Ｂが前記サーミスタ３９のガラス部と溶着されている。サーミスタリード線３９Ａの外周には絶縁チューブ３９Ｃが設けられ、サーミスタリード線３９Ａ同士の短絡を防止している。蓋サーミスタ３９の外周には蓋サーミスタ３９を保持し且つ有底筒状のアルミニウムやステンレスでできたコンタクト４０に内装されている。蓋サーミスタ３９の先端は、ポリイミドフィルム等の樹脂製のフィルムでできた絶縁フィルム４１を介してコンタクト４０の底面部に当接している。サーミスタ３９の側面外側には、樹脂製のホルダー４２が設けられサーミスタ３９の姿勢を安定させると共にコンタクト４０とサーミスタリード線３９Ａの沿面距離を増やし、コンタクト４０に人間等から入る静電気を防止する。コンタクト４０は内蓋２９を蓋２３に装着したときに内蓋２９の凸部３１で且つ補助コイル３４Ａの中心部に当接する位置に設けられ内蓋２９の凸部３１の温度を検出する。４２は蓋カバー３３の外周部に設けられたパッキンで、内蓋２９、蓋カバー３３、パッキン４２により蒸気加熱手段である蒸気加熱部４３を構成する。

上記の構成において動作を説明する。炊飯を行う米とその米量に対応する水を鍋２２に入れ、本体２１の所定の状態に内装する。さらに給水タンク２７内に所定量の水２６を入れ本体２１にセットし、炊飯開始スイッチ（図示せず）を使用者が操作すると、まずポンプ２８を駆動し給水タンク２７に入れた水２６を蒸発部３０に貯留させた後、炊飯工程が実施される。炊飯工程は、浸水、炊き上げ、蒸らしの各工程で進行していく。蒸発部３０に貯留された水２６は炊飯中に発生する蒸気の潜熱により内蓋２９の蒸発部３０で熱交換され、炊き上げ工程後半には沸騰状態となる。

むらし工程にはいると、蓋コイル３４に通電する。蓋コイル３４が通電されると沸騰状態にある水２６の一部が直ちに蒸発し蒸気２６Ａを出す。この蒸気２６Ａが蒸気加熱部４３を通過する間に内蓋２９より加熱され蒸気温度が１００℃を超え、蒸気噴出口３２より鍋２２内に放出される。

ここで炊飯開始時に鍋に入れた水が米に吸水、蒸発してほとんど無くなった状態となる。しかし、鍋２２内の底部に水分が多く残留する傾向がある。その余分な水分を除去することと米の糊化を促進させるために、蒸らし工程においても鍋２を加熱する。しかしながら水分が少ないため、鍋２２底から加熱すると鍋２２の加熱される面付近の米は焦げる。また鍋２２上面の米は水分の蒸発が活発となるので乾燥しやすい状態となる。したがって蒸らし工程においても上面からの蒸気による加熱を行うことで、鍋全体の加熱の局部的な温度上昇と上面とその近傍の米の乾燥を防止することができるものである。

鍋２２内へ放出された蒸気は蒸気加熱部４３により高温に維持された内蓋２９により高温蒸気へと加熱され鍋２内の米と水を加熱することとなるので炊飯工程に応じた細やかでより炊飯に適した蒸気発生制御を行うことができ、おいしいご飯を炊き上げることができる。

前記の蒸気を発生させる時以下のような課題が生じる。即ち、水の蒸発に要する熱量は約２２５７Ｊ／ｇであるが、蒸気の定圧比熱は１．９Ｊ／ｇ・℃であり蒸気温度を１００℃から１１０℃に上げるのに必要な熱量は１９Ｊ／ｇとなる。この構成で蓋コイル３４の通電で内蓋２９を加熱し水２６の気化及び気化された水２６の加熱を均等かつ同時に行った場合、水２６の蒸発量を確保すべく蓋コイル３４の入力電力を加えると水２６を蒸発させる熱量より蒸気２６Ａの温度を高める熱量は、はるかに小さいため内蓋２９の蒸発部３０とそれ以外の部分で熱分布に大幅なばらつきが生じて蒸気２６Ａの温度が上がりすぎ、かえって鍋２２上面の米は水分を蒸発させてしまい食味を落としてしまう。

従って、おいしいご飯を炊き上げるには水２６の蒸発量と蒸気２６Ａの蒸気噴出口３２より鍋２２内に放出される時の温度を適切にコントロールする必要が生ずる。前記条件を達成するためには、内蓋２９の蒸発部３０の単位面積当たりに発生する熱量を蒸発部３０以外の単位面積当たりに発生する熱量より大きくする必要がある。

前記課題を解決するため、本実施の形態では以下に示す３つの構成をとっている。

第１の構成として図５にもとづいて説明する。コイル３４において蒸発部３０部分の内蓋２９と蓋コイル３４の空間距離Ｘより蒸発部３０以外の内蓋２９と蓋コイル３４の空間距離Ｙを広くする。本実施の形態では空間距離Ｘを６．５ｍｍ、空間距離Ｙを９．５ｍｍに設定している。

前記構成で内蓋２９と蓋コイル３４の空間距離を変えることにより蓋コイル３４から発生した磁束による生ずる内蓋２９の誘導起電力を制御するものである。前記構成で、蓋コイル３４から発生した磁束により、内蓋２９に誘導電流が発生するが、内蓋２９と蓋コイル３４の空間距離が離れていると、誘導電流が少なくなるため内蓋２９の発熱は小さいものとなる。また、内蓋２９と蓋コイル３４の空間距離が近いと、誘導電流が大きくなるため内蓋２９の発熱は大きいものとなるので蓋コイル３４及び内蓋２９の空間距離を適宜変えることにより単位面積当たりに発生する熱量の分布を制御することができる。

また第２の構成として、蓋コイル３４の内蓋２９に設けられた蒸発部３０に対向する位置の上面にフェライト３５を配置する。前記構成で蓋コイル３４から発生した磁束が、内蓋２９に対向した面の磁束は、内蓋２９の誘導電流の誘起に使用されるが、内蓋２９と対向しない面では内蓋２９の誘導電流の誘起に使用されない漏れ磁束となる。漏れ磁束を発生する個所にフェライト３５を設けることにより、発生した漏れ磁束は透磁率の高いフェライト３５部を通過し蓋コイル３４に戻るため漏れ磁束が減少し結果、フェライト３５の設けられた部分の内蓋２９の単位面積当たりに発生する熱量が増加するのでフェライト３５を設けることにより単位面積当たりに発生する熱量の分布を制御することができる。

なお、実施の形態では、フェライト３５にＭｎ−Ｚｎ系のソフトフェライトを用いているが、透磁率の高い材料、例えばケイ素鋼板やパーマロイ等でも同様の効果が得られる。

また、本実施の形態ではフェライト３５を蒸発部３０に設けたが蒸発部３０以外でも必要に応じてフェライト３５を設けても良い。

第３の構成として、蓋コイル３４及びフェライト３５の上にはアルミニウム製の蓋反射板３６を配置している。前記構成で蓋コイル３４から発生した磁束が、蓋反射板３６を通過するとき蓋反射板３６に誘導電流が発生する。蓋反射板３６はアルミニウム製で体積抵抗率が小さいため発熱は微小である。蓋反射板３６に発生した誘導電流により、蓋コイル３４から発生した磁束を打ち消す磁束を発生するため内蓋２９に供給される磁束も減少し単位面積当たりに発生する熱量が下がる。しかし蓋コイル３４と蓋反射板３６の間にフェライト３５が介在すると発生した漏れ磁束は透磁率の高いフェライト３５部を通過し蓋コイル３４に戻るため漏れ磁束が減少するため蓋反射板に発生する起電流が小さくなるため、蓋コイル３４から発生した磁束を打ち消す磁束が少なくなり、内蓋２９に供給される磁束も減少量も少なくなりし単位面積当たりに発生する熱量の下り方も抑制される。従って、蓋反射板３６と蓋コイル３４の間にフェライト３５を部分的に介在させることにより単位面積当たりに発生する熱量の分布を制御することができる。

また、蓋コイル３４と蓋反射板３６の空間距離を変更しても同等の効果を得ることができる。即ち蓋反射板３６と蓋コイル３４の空間距離が離れていると、誘導電流が少なくなる。また、蓋反射板３６と蓋コイル３４の空間距離が近いと、誘導電流が大きくなるので蓋コイル３４及び蓋反射板３６の空間距離を適宜変えることにより単位面積当たりに発生する熱量の分布を制御することができる。

さらに、蓋反射板３６を部分的に蓋コイル３４に対向させないよう配置すれば、蓋コイル３４から発生する磁束の打ち消しが無くなり、内蓋２９の単位面積当たりに発生する熱量を大きくすることもできる。

前記の構成を組み合わせすることで、内蓋２９の蒸発部３０の単位面積当たりに発生する熱量と蒸発部３０以外の単位面積当たりに発生する熱量のバランスを最適化するとともに蒸発部３０に設けたエンボス３０Ａにより蒸発部３０の加熱面積が増加し蒸発水２６の気化よりスムーズに行うことができる。

このようにして、内蓋２９の蒸発部３０に貯留された水２６が気化され蒸気となる。この間は蒸発部３０に水２６が存在するため、蒸発部を２分する凸部３１も水２６近傍に位置するため凸部３１の温度も水２６の沸点である１００℃近傍になっている。また、蒸発部３０の空間に水２６から蒸気が満たされているため、蓋サーミスターの検知温度も１００℃になっている。蓋コイル３４に通電を続けると水２６が無くなり、内蓋２９の温度が上昇し始めると凸部３１の温度も上昇し始める。コンタクト４０を介し蓋サーミスタ３９の温度も上昇し水２６が無くなったと判断し、蓋コイル３４の通電量を減らし過熱しすぎを防止する。

炊飯当初より水２６が無い場合には、蓋コイル３３に通電されたときと同時に補助コイル３４Ａにも通電されるため、凸部３１のコンタクト４０との接触部も速やかに加熱されるため、蓋サーミスタ３９の温度も早く上がり早期に水２６無しと判断し、蓋コイル３４の通電を制御することにより内蓋２９の加熱しすぎを防止することができる。

前記構成により、おいしいご飯の提供できる炊飯器となる。

また、蒸発部３０に貯留した水２６の中に炭酸カルシウム等の水垢が存在し、この水２６が蒸発するにつれ、水２６が濃縮され蒸発部３０の喫水線に沿って水垢が付着する。前記水垢が付着しても蒸発性能に影響を及ぼすことは無いが、外観上汚れがついたように見える。蒸発部３０にエンボス部３０Ａがあると、前記エンボス部３０Ａの形成する輪郭により水垢の付着部が見えにくくなる。

水垢の付着部の輪郭は不定形になりやすいため、エンボス部３０Ａの輪郭形状も不定形に沿ったものが望ましい。即ち、エンボス部３０Ａの輪郭線は縦、横、斜め等いくつもの線で構成されるものが望ましい。

図６に本実施の形態のエンボス形状の例を示す。図において（Ａ）は丸形状のエンボス３０Ｂを千鳥配置にしたものである。丸のように単純な形状でも千鳥配置にすることによりいくつもの線を構成することができる。

また、（Ｂ）はＬ字形状のエンボス３０Ｃを千鳥に配置している。このエンボス３０Ｃの形状にて縦、横の線を形成し、且つ千鳥配置にすることで斜めの線を形成し水垢の輪郭部が極めて見えにくくなるものである。

本発明は、家庭用、業務用を問わず、広く炊飯器において適用できる。

本発明の実施の形態における炊飯器の断面図本発明の実施の形態における加熱板の一部斜視図本発明の実施の形態における蓋センサーの断面図本発明の実施の形態における蓋コイルの平面図本発明の実施の形態における蓋コイルと加熱板の位置関係図（Ａ）本実施の形態のエンボス形状の例を示す図（Ｂ）本実施の形態のエンボス形状の例を示す図従来の炊飯器の断面図

符号の説明

２１炊飯器本体
２２鍋
２３蓋
２４鍋加熱手段
２７給水タンク
２８ポンプ
２９内蓋
３０蒸発部
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃエンボス部
３１凸部
３２蒸気噴出口
３３蓋カバー
３４蓋コイル（蓋加熱手段）
３４Ａ補助コイル
３５フェライト
３６蓋反射板
３８蓋センサー
４２パッキン
４３蒸気加熱部（蒸気加熱手段）

Claims

炊飯器本体と、鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記炊飯器本体の上方に設けられた蓋と、前記蓋の下方に設けられ鍋の開口部を覆う内蓋と、前記内蓋を加熱する蓋加熱手段と、蒸気を発生する蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段が発生する蒸気を加熱する蒸気加熱手段と、前記蒸気発生手段へ蒸発水を供給する水供給手段とを備え、前記蒸気発生手段は水を貯留する凹部状の蒸発部を設けた前記内蓋と前記蒸発部の発熱密度を高めた前記蓋加熱手段とを有するとともに、少なくとも前記蒸発部にエンボス部を設けた炊飯器。