JP2009005788A

JP2009005788A - ジャー炊飯器

Info

Publication number: JP2009005788A
Application number: JP2007168368A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Suzuki; 利明鈴木
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2009-01-15

Abstract

【課題】
電磁誘導加熱式のジャー炊飯器において、誘導加熱の発熱効率を高め、電磁誘導加熱性能の向上を図る内釜を提供する。
【解決手段】
本体と、該本体の内壁を構成する保護枠と、該保護枠内に着脱自在に収納される内釜と、前記保護枠の外側に配置され内釜を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記本体及び内釜の上面開口部を塞ぐ外蓋とを備えたジャー炊飯器において、前記内釜を金属基材で構成し、該金属基材の外側に鉄層と酸化鉄層とを積層させ、かつ積層した鉄層と酸化鉄層の隙間に空気層を設けた構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁誘導加熱により内釜を発熱させて炊飯を行うジャー炊飯器に関するものである。

電磁誘導加熱式のジャー炊飯器は、内釜の素材として、外側に誘導加熱コイルにより誘導加熱される磁性材料を用い、内側には誘導加熱により発熱した磁性材料からの熱が内釜内部の米に均一に伝えられるように熱伝導性の良い材料を用いることが一般的であり、それらの素材として、特許文献１に示すように、外側をステンレス板、内側をアルミニウム板としたクラッド材を内鍋形状に絞り加工したものが多く用いられている。

また、特許文献２に示すように、内鍋形状をなす受型の底面に磁性金属材料である皿状のステンレス板等を敷き、その上に非磁性金属材料である溶融アルミニウムを注入し、その上から押型により高圧で加圧して内鍋を成形したものもある。

さらに、誘導加熱の高効率化図るために、特許文献３，４に示すようにアルミニウム板を絞り加工した内釜の外側底面部に電磁誘導加熱効率の最も良い鉄を溶射し、さらに、鉄溶射面の錆びを防止するために、鉄溶射面を覆うようにアルミニウムや亜鉛などを溶射したものもある。

特開平５−１９９９３４号公報特開平８−２４１２３号公報特開２０００−１１６５０６号公報特開２０００−２３２９３７号公報

上記した電磁誘導加熱式のジャー炊飯器においては、内釜の発熱部に発熱効率の最も良い鉄を用いるのが理想であるが、内釜は常に水周りで使用されるため、防錆上の課題があり、上記したように、特許文献１，２，３，４等に示すように内側に非磁性材料を用い、外側に磁性材料を用いている。

それらの中で、現在主流となっている特許文献１に示すものは、外側をステンレス板、内側をアルミニウム板としたクラッド材を用いて内鍋形状に絞り加工するだけであるため、内釜の加工費が安いという利点はあるが、磁性体であるステンレス板の発熱効率が７７％程度と、強磁性体である鉄の８０％程度に比べて低いという欠点がある。

また、特許文献２に示すものは、実際に製造するに当っては、磁性金属材料が高圧溶融鍛造に耐える強度が必要であるため、強い磁性体である鉄が使用できず、ステンレス板に限定されてしまい、このため上記特許文献１と同様発熱効率が悪いという欠点がある。

また、内鍋の形状によっては、皿状のステンレス板がアルミニウム材から剥がれる心配があり、さらに高圧溶融鍛造であるため、生産コストが多大で安価に消費者に提供できないという欠点がある。

さらに、特許文献３，４に示すものは、アルミニウムに鉄を溶射したものであり、ステンレスの発熱効率（７７％程度）より高い発熱効率（８０％程度）の内釜にできるものの、発熱効率は鉄鋼材を用いた場合と同様であった。

本発明は、電磁誘導加熱を用いたジャー炊飯器の発熱効率を高め省エネルギーを実現するとともに、蓄熱性，保温性を高めたジャー炊飯器を提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、請求項１では、本体と、該本体の内壁を構成する保護枠と、該保護枠内に着脱自在に収納される内釜と、前記保護枠の外側に配置され内釜を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記本体及び内釜の上面開口部を塞ぐ外蓋とを備えたジャー炊飯器において、前記内釜を金属基材で構成し、該金属基材の外側に鉄層と酸化鉄層とを積層させ、かつ積層した鉄層と酸化鉄層の隙間に空気層を設けた構成としたものである。

この構造を具現化するために請求項２では、内釜の鉄層，酸化鉄層，空気層の各層は、溶かした鉄の微粒子を空気中を低速で飛ばして金属基材の外側に衝突させて数μｍから数十μｍの厚さで数十から数百層に積層させるとともに、この鉄の微粒子により鉄層、溶けた鉄微粒子を空気中で酸化させた酸化鉄層，金属基材に衝突した微粒子同士の間にできる隙間で空気層をそれぞれ構成し、この構造を成し得るように鉄微粒子の溶解温度を約２０００℃、飛翔速度を３００〜４００km／ｈとし、積層厚さを２〜２０μｍ程度の厚さで数十層から数百層に積層させたものである。

本発明によれば、内釜の金属基材の外側に鉄層と酸化鉄層と空気層が構成されているので、誘導加熱コイルから発生する高周波磁界は強磁性体の鉄層に引き寄せられ、電磁誘導で鉄層内に発生した電流によりジュール熱となって発熱するが、本発明では鉄層が存在するため、通常の鉄鋼材よりも薄膜で電気抵抗が高く、強く発熱する。これにより通常の鉄鋼材での８０％程度の発熱効率に比較して高い（８５％程度）発熱効率を実現し、同じ電力の投入で高い火力で美味に炊飯でき、かつ省エネルギー効果が得られる。

また、酸化鉄は陶器なみの高い蓄熱性を有しており、鉄層での発熱を蓄熱して蒸らし時にも内釜を高温に維持する事ができ、少ない加熱で高温でふっくら蒸らすことができる。

また、空気層は鉄層と酸化鉄層の間に点在しており、製造時に高温状態で閉じ込められた空気のため、常温に冷却後は真空状態となっている。このため、鉄鋼材に比べて断熱性が高く、保温時に内釜内部から熱が逃げるのを少なくすることができる。

以下本発明の一実施例を図１により説明する。

図１において、ジャー炊飯器の本体１の内側には上面が開口した保護枠３が設けられ、その保護枠３内には内釜４が着脱自在に収納されている。

本体１の上面には、外蓋２が開閉自在に取付けられ、本体１と内釜３の上面開口部を塞いでいる。前記保護枠３の外側底面部と外側側面部には、内釜４の底面部を誘導加熱する底面加熱コイル１５と側面部を誘導加熱する側面加熱コイル１６が設けられている。

前記内釜４は、厚さ１.８mmのアルミニウム板６と、厚さ０.５mmの磁性を有するステンレス板７をクラッドし、そのクラッド材を前記アルミニウム板６が内釜４の内側に位置し、ステンレス板７が外側に位置するように内釜形状に絞り加工し、これを内釜４の金属基材８としている。その後、ステンレス板７のさらに外側に鉄を溶射したものである。

ここで、溶射は鉄線を放電等で溶かし、ガス噴射で溶けた鉄微粒子を内釜４の金属基材８まで飛ばして熱と運動エネルギーで密着させる製法であり、一般的には作業時間を短縮して生産性を上げるために、約２５００℃の高温で鉄を溶かした鉄微粒子を、音速以上の高速（約１３００km／ｈ）で短距離を飛ばすことにより鉄粒子を細かくして均一な鉄の層を作るものである。

これに対して本実施例では、鉄を約２０００℃の比較的低い温度の放電で溶かし、ガス噴射を３００〜４００km／ｈの比較的低速状態とし、かつガスは圧縮空気とし、図２に示すように溶射冶具２０から３０cm以上の距離として金属基材８に対してほぼ垂直方向から空気中を飛ばすことにより、鉄の粒子が低温で粒子が大きく、金属基材８まで飛んでいる間に圧縮空気で表面が酸化鉄に変化するようにしている。そして金属基材８に到達すると、運動エネルギーで扁平に変形しながら金属基材８に密着する。

さらに次々と積層して数十層から数百層（実施例では２０〜３００層程度になる）になるので、酸化していない鉄層９と酸化鉄層１０が交互に折り重なり、また鉄粒子径が大きく温度が低く、速度も遅いので鉄粒子同士は完全には一体化せず部分的に隙間すなわち空気層１１が構成される。この空気層１１は鉄層９と酸化鉄層１０で密閉されるので、密閉時は高温の空気であるが常温に冷却後は真空状態となるものである。

本実施例では溶射の範囲を内釜４の上端近傍までとし、鉄層９，酸化鉄層１０，空気層１１を２〜２０μｍ程度の厚さで数十層から数百層に積層させ、０.３〜０.７mm程度（実施例では約０.５mm ）の厚さとしている。これは内釜４が重くなりすぎず、電磁誘導加熱の効率向上が成し得る厚さである。

さらに内釜４には、外観と利便性の向上を目的として内面のアルミニウム板６にはフッソ樹脂塗装１２を、外側の溶射面には全体を覆うように防錆耐熱塗装１３を施している。

上記構成からなる本実施例の作用について説明する。

図１において、まず、使用者が内釜４内に適量の米と水を入れ、本体１内に収納して外蓋２を閉じる。

次に、操作手段（図示せず）を操作して炊飯を開始すると、底面加熱コイル１５及び側面加熱コイル１６に電流が流れ、高周波磁界が発生して強磁性体の鉄層９に引き寄せられる。そして、電磁誘導で鉄層９内に発生した電流によりジュール熱となって発熱するが、本実施例では２μｍから２０μｍの薄さで鉄層９が存在するため、通常の鉄鋼材よりも薄膜で電気抵抗が高く、強く発熱する。これにより通常の鉄鋼材での８０％程度の発熱効率に比較して高い（８５％程度）発熱効率を実現し、同じ電力の投入で高い火力で加熱し美味に炊飯でき、かつ省エネルギー効果が得られるものである。

また酸化鉄層１０は陶器なみの高い蓄熱性を有しており、鉄層９で発生した熱を炊飯中に蓄熱することができる。

やがて、米が水を吸って内釜４内の水がなくなると、内釜４の底部の温度が急上昇し、それを温度検知手段（図示せず）が検知して底面加熱コイル１５及び側面加熱コイル１６への通電を停止し、加熱が終了する。その後、一定時間の蒸らしを行って炊飯が終了するが、前述したように炊飯中に酸化鉄層１０に蓄熱した熱量で、蒸らし時に内釜４を高温に維持する事ができ、少ない加熱で高温でふっくら蒸らすことができる。

蒸らしが終了すると保温に移行するが、空気層１１は鉄層９と酸化鉄層１０の間に点在しており真空状態となっているので断熱性が高く、保温時に内釜内部から熱が逃げるのを少なくすることができる。

また、本実施例では内釜４の側面上部に対応した位置にも誘導加熱コイルを配した構成としているので、内釜４全体をより均一に加熱することができ米の均一加熱性の向上が図れるものである。

これは、鉄層９，酸化鉄層１０を熱膨張・収縮の近いステンレス板７（線膨張係数は、鉄が約１１×１０^-6、磁性ステンレスが約１０×１０^-6である。）に溶射することにより、鉄層９，酸化鉄層１０を内釜４上端又は上端近傍まで設ける構成にしても、冷熱収縮差が少なく、剥がれの心配なく側面上部にも誘導加熱コイルを設けた構成を実現し得るためである。

さらに、前述のように内釜４の上端または上端近傍まで鉄層９，酸化鉄層１０を溶射してあれば、内釜４の外面は底部の溶射からの連続性により継ぎ目や段差が無くなり、防錆耐熱塗装１３を剥がれにくくするとともに清掃性を向上することができるものである。

また、本実施例では金属基材８としてアルミニウム板６を内側にステンレス板７を外側にしたクラッド材で構成しているので、溶射を内釜４上端近傍まででなく内釜４の底面近傍のみとした場合でも、側面加熱コイル１６に対してはステンレス板７が対向しているため、側面加熱コイル１６に対しても誘導加熱を成し得ることができ、側面加熱も十分にでき均一加熱性を向上することができるとともに、内釜４の重量増加を抑えて低コストにすることができる。

なお、上記実施例では金属素材８としてクラッド材を用いたが、金属素材８としてはアルミニウム板のみでもよく、またステンレス板や鉄板であっても同様の効果を奏することができる。

以上のように本実施例の構成では鉄層９，酸化鉄層１０，空気層１１を幾重にも積み重ねた構造とする事で高い誘導加熱性，蓄熱性、および断熱性を得るものである。

一実施例のジャー炊飯器の縦断面図である。同ジャー炊飯器の内釜の製造方法を示す説明図である。

符号の説明

１本体
２外蓋
３保護枠
４内釜
８金属基材
９鉄層
１０酸化鉄層
１１空気層
１５底面加熱コイル
１６側面加熱コイル

Claims

本体と、該本体の内壁を構成する保護枠と、該保護枠内に着脱自在に収納される内釜と、前記保護枠の外側に配置され内釜を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記本体及び内釜の上面開口部を塞ぐ外蓋とを備えたジャー炊飯器において、前記内釜を金属基材で構成し、該金属基材の外側に鉄層と酸化鉄層とを積層させ、かつ積層した鉄層と酸化鉄層の隙間に空気層を設けた構成としたことを特徴とするジャー炊飯器。
請求項１記載のジャー炊飯器において、
前記内釜の鉄層，酸化鉄層，空気層の各層は、溶かした鉄の微粒子を空気中を低速で飛ばして金属基材の外側に衝突させて数μｍから数十μｍの厚さで数十から数百層に積層させるとともに、この鉄の微粒子により鉄層，溶けた鉄微粒子を空気中で酸化させた酸化鉄層，金属基材に衝突した微粒子同士の間にできる隙間で空気層をそれぞれ構成したことを特徴とするジャー炊飯器。
請求項１記載のジャー炊飯器において、
鉄微粒子の溶解温度を約２０００℃、飛翔速度を３００〜４００km／ｈとし、積層厚さを２〜２０μｍ程度の厚さで数十層から数百層に積層させることにより、前記内釜の鉄層，酸化鉄層，空気層の各層を構成したことを特徴とするジャー炊飯器。