JP4383395B2

JP4383395B2 - 炊飯器

Info

Publication number: JP4383395B2
Application number: JP2005232634A
Authority: JP
Inventors: 崇史大宅; 真千子阿部
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Rinnai Corp
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Rinnai Corp
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2025-08-10
Also published as: JP2007044313A

Description

本発明は、セラミックやアルミニウム等の材質が異なる種類の内釜を選択使用できる形式の炊飯器に関するもので、使用される内釜の材質を正確に判定できるようにしたものである。

米飯を美味しく炊き上げる為には、始めは釜を弱火加熱し、その後、強火加熱で水分を一気に沸騰・蒸発させ、最後に、米飯を十分に蒸らす、という加熱パターンが理想とされている。このようにすると、始めの弱火加熱時に、グルコースやスクロース等の糖や遊離アミノ酸が増えて、米飯特有の甘みとうまみが生まれる一方、これに続く強火加熱によって米粒のα化が進行し、美味しいご飯が炊き上げられる。

上記加熱パターンは、セラミック釜の使用により再現され易いことから、米飯の食味を重視する場合は、セラミック釜を用いて炊飯することがある。セラミックは熱容量が大きく熱伝導率が低いことから保温性に優れており、これを用いて炊飯すると、炊飯初期は釜内に熱が伝達され難く米粒が弱加熱され、その後、釜温度が高くなると米粒が強加熱されて水分が一気に沸騰・蒸発して米飯が炊かれ、最後に、熱容量の大きな釜で米飯が十分に蒸らされる。これにより、理想的な加熱パターンで米飯が炊き上げられる。

かかる背景の下、熱容量が大きく熱伝導率の低いセラミック釜を用いて炊飯できる炊飯器の出現が要請されている。この要請に応える為には、炊飯器の内釜として、例えばセラミック釜とアルミニウム釜を製造して使用者に提供し、使用者が、セラミック釜と、軽量で取り扱い易いアルミニウム釜を自由に選択して炊飯できるようにすることが考えられる。

ところが、前述のように、セラミック釜とアルミニウム釜のように、材質の異なる内釜を選択使用した炊飯を可能にするには、各材質に応じた加熱パターンで加熱制御する必要があり、このためには、内釜の材質を判定する必要がある。

この場合、特許文献１に開示されているように、ガスバーナで加熱される釜底の温度上昇度合いから内釜の熱伝導率の大きさを推測することによりその材質の一次判定を行い、その後、再び釜底の温度上昇度合いを監視して材質の二次判定を行ない、これら一次，二次判定の結果を総合評価して材質判定の精度向上を図ることができる。
特開平１０―２１１１０１号公報

しかしながら、特許文献１のものでは、内釜の材質の一次判定と二次判定は、共に釜底の温度上昇現象を利用して行なっている。従って、特許文献１のものでは、同じ傾向を示す温度上昇現象を単にニ度観るに過ぎないことから、判定精度が未だ不十分であるという問題があった。

特に、炊飯が終了した直後に再炊飯する場合や、温水で洗米及び水加減等を行なって炊飯する場合、更に、季節の移り変わりによる気温の相違等、種々の要因によって炊飯開始時の内釜の温度は一定しないから、同じ現象（内釜の温度上昇現象）を利用して二度の材質判定をしても、判定精度の顕著な改善は期待できない。

本発明は、かかる点に鑑みて成されたもので、
『ガスバーナで加熱される内釜の温度を検知する釜温度センサを具備し、
前記内釜が低熱伝導率の材質であるか、又は、これより熱伝導率の高い高熱伝導率の材質であるかを判別した後、この材質判別結果に基づいて炊飯する機能を備えた炊飯器』に於いて、
調理開始時の内釜の温度が炊飯毎に一定しない場合でも、高い精度で内釜の材質判定が出来る炊飯器を提供することを課題とする。

[請求項１の発明]
請求項１に係る発明が採用した解決手段は、
『前記ガスバーナを燃焼させてから所定時間経過後に前記ガスバーナを消火させて、消火状態で前記釜温度センサが検知する第１検知温度が第１基準温度未満である第１状態では低熱伝導率信号を出力する一方、前記第１検知温度が前記第１基準温度より高温の第２基準温度を超える第２状態では高熱伝導率信号を出力し、更に、前記第１，第２状態以外の第３状態では再判定要求信号を出力する第１判定手段と、
前記再判定要求信号が出力された場合に、前記ガスバーナを消火させた状態から所定時間経過後に前記釜温度センサで第２検知温度を検知して、第１検知温度と第２検知温度に基づいて時間的な温度降下勾配を判定する温度勾配判定手段と、
前記温度勾配判定手段で求めた前記温度降下勾配が基準勾配以上の場合に高熱伝導率信号を出力する一方、前記温度降下勾配が前記基準勾配未満の場合は低熱伝導率信号を出力する第２判定手段とを具備する』ことである。
この発明によれば、加熱調理を開始して前記ガスバーナを燃焼させてから所定時間経過後に釜温度センサが検知する第１検知温度（内釜の温度）が第１基準温度未満である第１状態では、ガスバーナの熱が内釜の構成壁内に拡散しにくく釜温度センサの部位まで熱伝達され難いことを意味している。従って、かかる第１状態では、第１判定手段は低熱伝導率信号を出力し、これにより、内釜はセラミック等の低熱伝導率の材質で構成されていると判定する。

次に、第１検知温度が第１基準温度と第２基準温度の間にある状態（第３状態）と、第１判定手段が判定した場合について説明する。
この第３状態としては、アルミニウム等の熱伝導率の高い内釜を使用して炊飯する場合以外に、セラミック等の熱伝導率の低い材質の内釜が炊飯開始時に既に温まっている場合（炊飯終了直後に再炊飯する場合や、温水で洗米及び水加減をして再炊飯する場合等の、所謂、ホットスタート時）が考えられる。従って、この第３状態は、正確な材質判定が出来ない。そこで、第１判定手段は、再判定要求信号を出力し、この場合は、前記ガスバーナを消火させた状態から所定時間経過後に前記釜温度センサで第２検知温度を検知して、温度勾配判定手段により第１検知温度と第２検知温度に基づいて時間的な温度降下勾配を求める。

すると、第２判定手段は、温度降下勾配が基準勾配以上の場合には、高熱伝導率の冷め易い材質（アルミニウム等）の内釜が使用されていることを示す高熱伝導率信号を出力する。一方、第２判定手段は、前記温度降下勾配が基準勾配未満の場合には、低熱伝導率の冷め難い材質（セラミック等）の内釜が使用されていることを示す低熱伝導率信号を出力する。このように、加熱調理開始後に釜温度センサの検知する第１検知温度が第１基準温度と第２基準温度の間である第３状態の場合には、内釜の材質を正確に判断できないことから、更に、第２判定手段による再判定が行なわれる。そして、第２判定手段が内釜の材質判定に利用する温度降下勾配の現象は、第１判定手段が利用する温度上昇現象と異なるから、同一の温度上昇現象を利用して材質判定を単に二度実行するだけの既述先行文献のものに比べて、材質判定精度が向上する。

尚、加熱調理開始後に釜温度センサの検知する第１検知温度が第２基準温度を超える第２状態の場合、即ち、釜温度センサの検知温度が急上昇した場合は、熱伝導率の大きな材質（アルミニウム等）の内釜を使用して前記ホットスタートの加熱調理を行なった可能性が高いと判断し、かかる第２状態は、第１判定手段が高熱伝導率信号を出力し、内釜はアルミニウム等の高い熱伝導率の材質で構成されていると判定する。

［請求項２の発明］
請求項２に係る発明のように、
『請求項１の発明に於いて、
前記第１検知温度は、前記ガスバーナを３０秒〜１５０秒の範囲で燃焼させた時の温度であり、
前記第１基準温度は４５℃〜６５℃の範囲に設定され、
前記第２基準温度は６０℃〜１００℃の範囲に設定され、
前記基準勾配は５Ｋ／分〜１５Ｋ／分の範囲に設定されている』ものとすれば、アルミニウム製の内釜(3)が使用されている場合は高熱伝導率信号が出力され、セラミック製の内釜(3)が使用されている場合は低熱伝導率信号が出力される。

本発明は次の特有の効果を有する。
加熱調理開始後に釜温度センサの検知する第１検知温度が第１基準温度と第２基準温度の間である為に、第１判定手段だけでは内釜の材質を正確に判断できない第３状態では、更に、第２判定手段で材質の再判定が行なわれる。この場合、第１判定手段と第２判定手段による材質判定には、既述のように、異なった現象（温度上昇現象と温度降下現象）を利用しているから、同一の温度上昇現象を利用して材質判定を単に二度実行するだけの既述先行文献のものに比べて、材質判定精度が向上する。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る炊飯器の概略断面図である。
外胴(10)の上端には外蓋(12)が支軸(11)で上下回動自在に取り付けられていると共に、外蓋(12)の自由端にはロックレバー(17)がピン(18)で揺動自在に設けられている。
外胴(10)に収容された内胴(13)の底壁(14)に開設されているバーナ用開口(15)には、ガスバーナ(2)のバーナヘッド(21)が臨んでいると共に、内胴(13)の上端開口(16)の周縁には、内釜(3)の上端に設けられた外周フランジ(30)が係合している。又、内釜(3)の釜底(31)の下方隣接部には、保温ヒータ(6)が配設されていると共に、ガスバーナ(2)の近傍には点火電極(22)が設けられている。

内釜(3)の釜底(31)の温度は、釜温度センサ(4)で監視されており、該釜温度センサ(4)の検知温度は制御装置(5)に入力されている。
又、炊飯器本体の前部上面の器具操作部(19)には、炊飯スイッチ(23)やタイマー調理スイッチ(24)が設けられていると共に、タイマー調理時の調理時間や火力、更には、温調温度を設定する為の、時間設定ボタン(27)，火力設定スイッチ(25)，温度設定スイッチ(26)が設けられている。

又、内釜(3)は、ペタライトから成るセラミック製のものとアルミニウム製のものが準備されており、材質の異なる２種類の内釜(3)を選択使用できるようになっている。又、これら２種類の内釜(3)は実質的に同一形状を有している。
制御装置(5)には図２のフローチャートで示す内容の制御プログラムが格納されたマイクロコンピュータが組み込まれている。
以下、本実施の形態に係る炊飯器の動作を炊飯動作とタイマー調理動作に分けて説明する（図２〜図４参照）。

［炊飯動作]
先ず、セラミック製の内釜(3)又はアルミニウム製の内釜(3)を内胴(13)内にセットして炊飯スイッチ(23)を操作すると、図２の（イ）に示す炊飯制御が開始する。
ステップ(ST1)で、点火電極(22)からの点火によってガスバーナ(2)が燃焼し、この燃焼状態で９０秒経過するまで待機した後に（ステップ(ST2)）、ステップ(ST3)でガスバーナ(2)を消火させる。

図４は、内釜(3)の材質がアルミニウムの場合と、セラミックの場合の、釜底温度の変化の比較グラフであり、第３曲線Ｌ３はアルミニウム材質でホットスタートの場合、第４曲線Ｌ４はセラミック材質でホットスタートの場合、第１曲線Ｌ１はアルミニウム材質で通常スタート（非ホットスタート）の場合、第２曲線Ｌ２はセラミック材質で通常スタートの場合を夫々示している。同図から解るように、アルミニウム製の内釜(3)の場合は釜温度センサ(4)の検知温度が急上昇し（第１曲線Ｌ１，Ｌ３）する一方、セラミック製の内釜(3)の場合は前記検知温度は緩慢に上昇する（第２曲線Ｌ２，Ｌ４）。従って、例えば通常スタート場合を示す第１，第２曲線Ｌ１，Ｌ２を比較すると解かるように、熱伝導率が低く且つ熱容量の大きなセラミック製の内釜(3)が使用されている場合には、ガスバーナ(2)で９０秒間加熱が終わった時点での釜温度センサ(4)の検知温度は、アルミニウム製の内釜(3)が使用されている場合に比べて低い。このことは、ホットスタートの場合を示す第３，第４曲線Ｌ３，Ｌ４を相互に比較した場合も同様である。

そこで、ステップ(ST4)に於いて、釜温度センサ(4)が検知する釜底温度を第１検知温度Ａ１として記憶すると共に、ステップ(ST5)で第１検知温度Ａ１が第１基準温度たる５５℃未満であること（既述発明特定事項たる「第１状態」にあること）が確認されたときは、セラミック製の内釜(3)を使用した通常スタートの場合（第２曲線Ｌ２）であると判断し、ステップ(ST6)で材質フラグＭを“セラミック釜”にセットする。尚、本実施の形態では、材質フラグＭを“セラミック釜”にセットする制御命令が、既述発明特定事項たる低熱伝導率信号に対応する。

一方、ステップ(ST5)で第１検知温度Ａ１が５５℃以上であることが確認された場合は、更にステップ(ST7)を実行し、第１検知温度Ａ１が８０℃以上か否かを判断する。第１検知温度Ａ１が５５℃以上である場合に、内釜(3)の材質を一律にアルミニウムと判断しないのは、炊飯終了直後に再炊飯される場合や、温水で洗米及び水加減をして再炊飯する場合等、炊飯当初から内釜(3)の温度が高くなっている時（ホットスタート時）には、セラミック製の内釜(3)であっても釜温度センサ(4)の検知温度が５５℃以上になる場合があることを考慮したものである(図４の第４曲線Ｌ４参照)。即ち、ホットスタート時に於けるセラミック製の内釜(3)では、ステップ(ST5)で第１検知温度Ａ１が５５℃以上になる場合があるので、更に、後述のステップ(ST7)〜(ST14)で内釜(3)の材質を更に詳細に判定するようにしている。

具体的には、ステップ(ST7)で第１検知温度Ａ１が第２基準温度たる８０℃以上であると判断されると（第２状態）、ステップ(ST8)で材質フラグＭを“アルミ釜”にセットする。前記ホットスタート時であっても、セラミック製の内釜(3)の場合はステップ(ST1)〜(ST3)の９０秒加熱では釜底温度が８０℃を越えないことが経験的に知られているからである（図４の第４曲線参照）。従って、本実施の形態では、材質フラグＭを“アルミ釜”にセットする制御命令が、既述発明特定事項たる高熱伝導率信号に対応する。又、本実施の形態では、ステップ(ST1)〜(ST8)の制御が既述発明特定事項たる「第１判定手段」に対応している。

一方、ステップ(ST7)で、第１検知温度Ａ１が８０℃以下であると判断された場合、即ち、第１検知温度Ａ１が第１基準温度たる５５℃と第２基準温度たる８０℃の間にある第３状態の場合（図４の第１，第４曲線の場合）は、ガスバーナ(2)の消火後の釜底(31)の温度降下勾配に基づいて、内鍋(3)の材質を再判定する後述のステップ(ST12)〜(ST14)の制御を実行する（第２判定手段）。そのため、先ず、ステップ(ST9)で９０秒が経過するまで待機する。すると、この状態ではガスバーナ(2)が消火しているから、内釜(3)の放熱によって釜温度センサ(4)の検知温度が次第に低下する。そこで、ステップ(ST10)で釜温度センサ(4)が検知する釜底温度を第２検知温度Ａ２として記憶した後、ステップ(ST11)で、第１検知温度Ａ１と第２検知温度Ａ２の温度差を演算してこれを降下温度ΔＡ（９０秒を単位時間とする「温度降下勾配」に等しい）として記憶する。尚、本実施の形態では、ステップ(ST4)で炊飯開始直後に第１検知温度を決定し、更に、ステップ(ST9)の待ち時間に基づいてステップ(ST10)(ST11)で降下温度ΔＡを求める制御が既述発明特定事項たる「温度勾配判定手段」に対応する。

次に、ステップ(ST12)で降下温度ΔＡが基準降下温度たる１０Ｋ未満の場合は、ステップ(ST13)で材質フラグＭを“セラミック釜”にセットする（「低熱伝導率信号」を出力することと同じ）。セラミック製の内釜(3)は、アルミニウム製の内釜(3)に比べて熱容量が大きいく、冷め難いことから、降下温度ΔＡが小さくなるからであり、かかる場合の降下温度ΔＡは１０Ｋ未満（図４の第４曲線Ｌ４の場合は８Ｋ）であることが実験的に確認されている。

一方、ステップ(ST12)で降下温度ΔＡが１０Ｋ以上であることが確認されると、アルミニウム製の内釜(3)を用いた通常スタート（図４の第１曲線Ｌ１）の場合であると判断し、ステップ(ST14)で材質フラグＭを“アルミ釜”にセットする（「高熱伝導率信号」を出力することと同じ）。アルミニウム製の内釜(3)は、熱容量が小さく冷め易いことから降下温度ΔＡがセラミックの場合に比べて大きくなるからである。

このように、本実施の形態に係る炊飯器では、ステップ(ST1)〜(ST8)で内釜(3)の温度上昇度合いに基づいて該内釜(3)の材質の一次判定を行なう一方、ステップ(ST9)〜(ST14)で内釜(3)の降下温度ΔＡに基づいて内釜(3)の材質の二次判定を行なう。そして、一次判定では釜底の温度上昇現象を利用するのに対し、第２判定では釜底の降下温度ΔＡが生じる現象を利用しているから、同一の温度上昇現象を利用して内釜(3)の材質判定を繰り返す既述従来のものに比べて、判定精度が向上する。
以後、ステップ(ST15)に於いて、前述した材質フラグＭを用いて、セラミック製の内釜(3)を用いた炊飯とアルミニウム製の内釜(3)を用いた炊飯の制御を分けて実行する。

［タイマー調理動作]
図３は、タイマー調理スイッチ(24)が投入された場合に実行されるタイマー調理制御のフローチャートである。タイマー調理制御が開始すると、ステップ(ST51)で、時間設定ボタン(27)による調理時間のセットを受け付けた後、ステップ(ST52)で温度設定スイッチ(26)による温度設定を受付ける。これにより、パン生地を作るときのイースト菌発酵や、プリン等の調理に適した温度が設定できる。

次に、ステップ(ST53)で火力設定スイッチ(25)の操作を受付け、これにより、煮炊き調理時に内釜(3)から煮汁が吹き零れるのを防止できる火力に設定できるようにする。
続いて、ステップ(ST54)で、使用している内釜(3)の材質を判定する為の材質判定ルーチン（本願発明を実施するルーチン）を実行する。即ち、本実施の形態では、タイマー調理動作時に於いても、本願発明が実施されるようになっている。

この材質判定ルーチン(ST54)は、図２のステップ(ST1)〜ステップ(ST14)と同じ内容の制御を行なうものであり、これにより、タイマー調理に於いても、内釜(3)の材質を判定してその後の制御を行えるようにしている。即ち、ガスバーナ(2)の火力を大・小変化させながら加熱調理する際には釜底温度のオーバーシュートの大きさが内釜(3)の材質によって相違する。そこで、ステップ(ST55)では、前記材質判定ルーチン(ST54)で判定した材質に応じて内釜(3)の加熱態様を設定し、これにより、セットされた調理時間，設定された火力で、ガスバーナ(2)を作動させながらタイマー調理を進行させる。

尚、上記実施の形態では、炊飯開始から９０秒経過したときの釜温度センサ(4)の検知温度を第１検知温度Ａ１としたが、前記９０秒に代えて３０秒〜１５０秒の範囲を採用できる。又、上記実施の形態では、第１基準温度を５５℃、第２基準温度を８０℃、基準降下温度を１０Ｋとしたが、これらに代えて、第１基準温度を４５℃〜６５℃、第２基準温度を６０℃〜１００℃、基準降下温度を７．５Ｋ〜２２．５Ｋの値を採用できる。尚、９０秒間での基準降下温度を７．５Ｋ〜２２．５Ｋとした場合の温度降下勾配は、請求項２に記載のように、５Ｋ／分〜１５／分になる。

尚、図２のフローチャートでは、ステップ(ST3)でガスバーナ(2)を消火させた直後から９０秒間に低下する釜底(31)の温度を判断するようにした（ステップ(ST9)(ST10)）が、ガスバーナ(2)を消火させた後に所定時間待機し、待機後の設定時間内に於ける釜底(31)の温度降下量を降下温度ΔＡとして採用してもよい。このようにすると、前記所定時間の待機時に、釜底(31)の温度がオーバーシュートする現象が終了し、釜底(31)が実際に温度低下し始めた後に前記温度降下量を判断する作業が開始するから、前記オーバーシュートの影響を除去することができ、更に、精度の高い材質判定が可能となる。

本発明の実施の形態に係る炊飯器の概略断面図本発明の実施の形態に係る炊飯器の制御用フローチャート本発明の実施の形態に係る炊飯器の制御用フローチャート釜温度センサ(4)の検知温度を示すグラフ

符号の説明

(2)・・・ガスバーナ
(3)・・・内釜
(4)・・・釜温度センサ

Claims

ガスバーナで加熱される内釜の温度を検知する釜温度センサを具備し、
前記内釜が低熱伝導率の材質であるか、又は、これより熱伝導率の高い高熱伝導率の材質であるかを判別した後、この材質判別結果に基づいて炊飯する機能を備えた炊飯器に於いて、
前記ガスバーナを燃焼させてから所定時間経過後に前記ガスバーナを消火させて、消火状態で前記釜温度センサが検知する第１検知温度が第１基準温度未満である第１状態では低熱伝導率信号を出力する一方、前記第１検知温度が前記第１基準温度より高温の第２基準温度を超える第２状態では高熱伝導率信号を出力し、更に、前記第１，第２状態以外の第３状態では再判定要求信号を出力する第１判定手段と、
前記再判定要求信号が出力された場合に、前記ガスバーナを消火させた状態から所定時間経過後に前記釜温度センサで第２検知温度を検知して、第１検知温度と第２検知温度に基づいて時間的な温度降下勾配を求める温度勾配判定手段と、
前記温度勾配判定手段で求めた前記温度降下勾配が基準勾配以上の場合に高熱伝導率信号を出力する一方、前記温度降下勾配が前記基準勾配未満の場合は低熱伝導率信号を出力する第２判定手段とを具備する、炊飯器。
請求項１に記載の炊飯器に於いて、
前記第１検知温度は、前記ガスバーナを３０秒〜１５０秒の範囲で燃焼させた時の温度であり、
前記第１基準温度は４５℃〜６５℃の範囲に設定され、
前記第２基準温度は６０℃〜１００℃の範囲に設定され、
前記基準勾配は５Ｋ／分〜１５Ｋ／分の範囲に設定されている、炊飯器。