JP4476893B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、内鍋そのものが脱臭機能を有する炭素焼結体からなる炊飯器に係り、より詳しくは内鍋が吸着したにおい成分を放出させて脱臭機能を再生できる洗浄機能を付加した炊飯器に関する。

従来より、脱臭機能を有する炊飯器、例えば内鍋と蓋体とで囲まれる保温空間に滞留している保温中のご飯から発生する臭気を、保温空間と連通する前記蓋体の内部に設けた臭気除去手段や、内蓋の下部に取り付けて保温空間の中に位置させた臭気除去手段によって吸着させるとともに、吸着された不快な臭気を白金、パラジウム、ロジウム、金、銀などからなる触媒によって分解させ、保温時の不快な臭気を減少させるようにした炊飯器は知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１４２９７８号公報

しかしながら、蓋体の内部や下部に臭気除去手段を配置することは、蓋部の厚み（高さ寸法）を厚くするだけでなく、構成が複雑化し、部品点数も増え、コスト高となる。さらに、吸着した臭気の分解に貴金属触媒を使用しているため、この点でもコスト上不利となる。

本発明の技術的課題は、部品点数を増やすことなく、におい成分や異物や不純物を吸着でき、さらに吸着されたにおい成分や異物や不純物を放出して、その吸着力、延いてはおいしくご飯を炊き上げる性能を再生することができるようにすることにある。

本発明に係る炊飯器は、炊飯器本体と、炊飯器本体内に着脱自在に収納されて食品を加熱調理する炭素焼結体を基材とし外面に防水処理を施した炭素焼結鍋と、炊飯器本体の下部に配置されて炭素焼結鍋に渦電流を誘起して加熱する加熱コイルと、炊飯器本体内に収納された炭素焼結鍋の温度を検出する温度センサと、炊飯指令または洗浄指令があると、前記炊飯指令または洗浄指令に応じて加熱コイルへの通電を制御し所定時間煮沸させる運転を開始させるとともに、前記温度センサにより検出される加熱開始直後の炭素焼結鍋温度の立ち上がりの速さを、前記炊飯指令および洗浄指令に基づく運転時に推移すべき温度上昇カーブと比べることで、実際に行いたいのは炊飯か洗浄かを判別し、この判別結果と前記指令が一致するかをみて、一致しない場合には、誤指令があったとして報知させる制御装置と、を備えるものである。
また、本発明に係る炊飯器は、炊飯器本体と、炊飯器本体内に着脱自在に収納されて食品を加熱調理する炭素焼結体を基材とし外面に防水処理を施した炭素焼結鍋と、炊飯器本体の下部に配置されて炭素焼結鍋に渦電流を誘起して加熱する加熱コイルと、炭素焼結鍋内の収容物の重量を計測する重量センサと、炊飯指令または洗浄指令があると、前記炊飯指令または洗浄指令に応じて加熱コイルへの通電を制御し所定時間煮沸させる運転を開始させるとともに、前記重量センサにより検出される炭素焼結鍋内収容物の重量を、データテーブルに登録してある、洗浄時の指示水位まで入れた水のみの重量、一合炊き、二合炊き、三合炊き等のそれぞれの炊飯前の米と水の合計重量の各データと照合することで、実際に行いたいのは炊飯か洗浄かを判別し、この判別結果と前記指令が一致するかをみて、一致しない場合には、誤指令があったとして報知させる制御装置と、を備えるものである。

本発明の炊飯器によれば、内鍋そのものが脱臭機能を有する炭素焼結体を基材として構成されているので、わざわざ別体からなる臭気除去手段を設ける必要がなく、焼結体の特徴である基材中に残る微細孔により、内鍋そのものが水の中の不純物や、異物、におい成分を取り除き、おいしい炊飯を可能とする。そして長時間たってもにおい移りのない保温が可能となる。さらに炊飯器の使用後、所定時間煮沸させる洗浄運転を実施することで、微細孔に吸着した不純物などを湯中に放出することができ、焼結された炭素素材の利点であるにおい成分や異物や不純物の吸着機能を再生することができ、おいしく炊き上がる性能を長期間維持することが可能となる。しかもこのような脱臭機能を部品点数を全く増やすことなく、実現することができる。
さらに、炊飯指令または洗浄指令があると、加熱開始直後の炭素焼結鍋温度の立ち上がりの速さを、前記炊飯指令および洗浄指令に基づく運転時に推移すべき温度上昇カーブと比べることで、又は炭素焼結鍋内収容物の重量を、データテーブルに登録してある、洗浄時の指示水位まで入れた水のみの重量、一合炊き、二合炊き、三合炊き等のそれぞれの炊飯前の米と水の合計重量の各データと照合することで、実際に行いたいのは炊飯か洗浄かを自動判別させることができ、この判別結果と前記指令が一致するかをみて、一致しない場合には、誤指令があったとして報知させることができるので、最適な加熱制御を行うことができる。

以下、図示実施形態により本発明を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る炊飯器の全体構成を示す縦断面図、図２はその駆動回路を示す概略図、図３はその操作・表示部の詳細図、図４はその炊飯処理動作の説明図、図５はその沸騰時の炭素焼結鍋の状態を示す縦断面図、図６はその洗浄処理動作の説明図、図７はその全体の動作を示すフローチャートである。

本実施形態に係る炊飯器は、図１及び図２のように上部が開口された炊飯器本体１内に、内鍋収納部２が固着され、内鍋収納部２の外壁部に電磁誘導加熱用の加熱コイル３が設けられている。加熱コイル３は、内鍋収納部２の下面に設けられた第一加熱コイル３ａと、内鍋収納部２の下面から側面に向かうコーナ部に設けられた第二加熱コイル３ｂとからなり、各々のコイルはスパイラル状に旋回されて直列に接続されており、高周波電流が供給されるようになっている。内鍋収納部２の底部中央には孔が形成され、この孔に貫通して温度センサ４が設けられ、圧縮ばね４ａにより下方で弾性支持され、内鍋収納時には前記孔より上方へ突出する方向に付勢されるようになっている。

内鍋収納部２内には、熱伝導が良好な炭素９５％〜１００％の焼結体を基材とし外面に防水処理、例えばフッ素樹脂５ａがコーティングされた炭素焼結鍋５が着脱自在に収納されるようになっている。炭素焼結鍋５は、内鍋収納部２内への載置時に、その下面中央部が温度センサ４と接触してこれを圧縮ばね４ａに抗して押下するようになっている。なお、炭素の焼結体は比較的割れ易いため、炭素焼結鍋５はその板厚を従来の金属系容器の板厚に対して略２〜５倍となる４〜１０mmに設定し、十分な強度を確保できるようにしている。ちなみに、この炭素焼結鍋５の比重は、略１．７ｇ／ｃｍ³ 前後と金属系容器に対して軽量であり、かつ同寸法のアルミニウムは１．５倍、鉄は４．３倍、銅は４．８倍の重量となり、略２〜５倍の板厚で従来の金属系容器と同等の重量となる。

また、炭素は非磁性のため比透磁率が１であり、鍋への投入電力を上げるには、以下の式より抵抗率ρ（Ωｍ）を高くすることが有効であることが分かる。

ここで、
Ｐ：鍋投入電力
Ｎ：加熱コイル巻き数
ρ：抵抗率
ｆ：周波数
μ：比透磁率
Ｉ：コイル電流
すなわち抵抗率ρは、非磁性である１８−８ステンレスの抵抗率（７．２×１０^-7）以上に設定することにより炭素でも電磁誘導加熱が可能となる。

内鍋収納部２の上方フランジ部の周方向三箇所には、例えば凸状に支持部材６が形成され、これら支持部材６に炭素焼結鍋５が係止されるようになっている。炭素焼結鍋５の上部開口は、内蓋７により覆われ、内蓋７の周縁部に配置したシール材である蓋パッキン８によって炭素焼結鍋５のフランジ部との密閉性を得るようになっている。内蓋７はこれを覆う外蓋９と係止材１０によって着脱可能に連結され、外蓋９は炊飯器本体１に開閉自在にヒンジ結合されるようになっている。内蓋７及び外蓋９には、これらを貫通する蒸気口が設けられ、この蒸気口に容器内弁１１ａと外部弁１１ｂを有する弁体１１が取り付けられ、炊飯時に蒸気とともに御粘が吹出すのを防止できるようになっている。

外蓋９の一部には、図３のような操作・表示部１２が設けられている。操作・表示部１２は、制御装置２１を操作する炊飯スイッチ１２ａ、洗浄スイッチ１２ｂ等、各種スイッチ類や制御状態などを７セグメント表示する表示パネル１２ｃなどから構成される。さらに、加熱コイル３に高周波電流を供給するインバータ回路２０と、操作・表示部１２からの信号や温度センサ４からの検出信号に基づいてインバータ回路２０を駆動制御する制御装置２１が設けられている。

次に、本実施形態の炊飯器の動作について図７に基づき図１乃至図６を参照しながら説明する。まず、炊飯を行いたい場合、所定量の米を炭素焼結鍋５内に入れ、次いで米量に応じた水を入れる。その後、炭素焼結鍋５を内鍋収納部２内に載置し、外蓋９を閉める。これにより、内蓋７の蓋パッキン８が炭素焼結鍋５のフランジ部に圧接されて密閉シールされる。そして、操作・表示部１２の炊飯スイッチ１２ａを押せば、炊飯工程がスタートする。

制御装置２１では、操作・表示部１２のスイッチが押されると、炊飯スイッチ１２ａがＯＮされたか否かをみて（ステップＳ１）、炊飯スイッチ１２ａが押されていれば、当該制御装置２１に登録されている炊飯工程制御パターン（図４）に従って炊飯処理を行う（ステップＳ２）。

炊飯は、まず加熱コイル３ａ，３ｂに、インバータ回路２０から高周波電流を供給し、高周波磁界を発生させ、加熱コイル３ａ，３ｂと磁気結合した炭素焼結鍋５の加熱コイル対向面を励磁させ、炭素焼結鍋５底面に渦電流を誘起する。これにより、この渦電流と炭素焼結鍋５の持つ抵抗によりジュール熱を生じ、炭素焼結鍋５の底面が発熱して加熱が行われる。炭素焼結鍋５は、抵抗率略７．２×１０^-7以上の高抵抗を有しているため、電磁誘導加熱が可能となる。炭素で構成された炭素焼結鍋５は、一般に熱伝導率が高いアルミニウム（２４０Ｗ／(ｍ・Ｋ)）に比して約２倍の高熱伝導特性を持つため、短時間に容器の温度が均一に上昇し、その結果、米に対して均一に効率よく加熱が行われる。

また、炭素焼結体は、素材内部に略１０〜５０μｍの多数の気孔を有しているため、炭素焼結鍋５の内面温度が約１００℃近くに到達すると、気孔から多数の気泡が発生する。炭素で構成された炭素焼結鍋５の気泡発生量は、従来の金属系容器に比べ格段に多く、沸騰時の揺動が激しい状態となる（図５）。この気泡は直上の米と水へと伝わり、糊化して粘性が高まった米の抵抗を突き破り、上層に対流する。このため、加熱効率が向上する。さらに、炭素焼結鍋５の気泡が抜けた多数の気孔には、その大きさよりも小さな不純物や異物、におい成分などが吸着され、美味しいご飯の炊飯が可能となる。

かくして、図４に示すように炭素焼結鍋５の温度すなわち温度センサ４の検出値が１００℃近傍に到達すると、制御装置２１ではこの温度が時間Ｔの間持続されるように加熱コイル３へ連続的また間欠的に通電し、時間Ｔを経過した後、加熱コイル３への通電を停止し、炭素焼結鍋５の温度を下降させる。そして、炭素焼結鍋５の温度が保温運転が開始されるほぼ７０℃まで低下すると、制御装置２１は炭素焼結鍋５の温度が保温温度７０℃に維持されるように再び加熱コイル３への断続通電を行う。この時、本実施形態の炭素焼結鍋５は板厚が厚く、熱容量が大きく、放熱が少ないため、少ない通電量で保温温度７０℃を維持することができ、省エネルギ効果が発揮される。また、炭の持つ脱臭効果により保温時のにおいが低減されるので、長時間たってもにおい移りのない保温が可能となる。

このように、炭素焼結鍋５を電磁誘導加熱に好適な、厚さ、抵抗率の炭素材で構成することにより、炭素の持つ高熱伝導性、低比重、高熱容量性、多気孔性、炭の持つ脱臭効果、浄化・殺菌効果により、容器内の均一な温度上昇と沸騰時の多量の気泡による対流促進により、米と水を均一に加熱し炊きムラを無くし、加えて水の浄化作用により美味しい炊飯が可能となる。また、保温運転時も容器の高熱容量性から少ない消費電力で保温可能となるとともに、脱臭・殺菌作用により、におい移りの無い長時間保温が可能となる。

ステップＳ２の炊飯処理が終了し保温運転へ移行すると、制御装置２１では炊飯回数ａをカウントし（ａ←ａ＋１）、更新する（ステップＳ３）。次いで、更新した炊飯回数ａ、つまり炊飯回数の累積値ａが所定値（ａ≧ｎ）となったか否かをみて（ステップＳ４）、ａ≧ｎでなければ、次に終了か否か、つまり操作・表示部１２の切スイッチが押されたか否かをみて（ステップＳ５）、切スイッチが押されていれば処理を終了する。また、ステップＳ４にてａ≧ｎとなれば、洗浄時期がきたことを表示または音（音声やアラーム、ブザーなど）により報知してから（ステップＳ６）、ステップＳ５に進み、切スイッチが押されれば処理を終了する。

このように、ユーザが意識しなくとも洗浄時期がきたらそのことを報知し、その後、洗浄運転が行われなければ、炊飯の度に洗浄時期がきたらことを知らせてくれるので、使い勝手が良く、鍋を清潔に衛生的に保つことができる。

洗浄を行いたい場合は、まず所定量の水を炭素焼結鍋５内に入れ、次いでこの水だけを入れた炭素焼結鍋５を内鍋収納部２内に載置し、外蓋９を閉める。これにより、内蓋７の蓋パッキン８が炭素焼結鍋５のフランジ部に圧接されて密閉シールされる。そして、操作・表示部１２の洗浄スイッチ１２ｂを押せば、洗浄工程がスタートする。

制御装置２１では、操作・表示部１２のスイッチが押されると、まず炊飯スイッチ１２ａがＯＮされたか否かをみて（ステップＳ１）、炊飯スイッチ１２ａが押されていなければ、次に洗浄スイッチ１２ｂがＯＮされたか否かをみて（ステップＳ７）、洗浄スイッチ１２ｂが押されていれば、当該制御装置２１に登録されている洗浄工程制御パターン（図６）に従って洗浄処理を行う（ステップＳ８）。

洗浄は、まず加熱コイル３ａ，３ｂに、インバータ回路２０から高周波電流を供給し、高周波磁界を発生させ、加熱コイル３ａ，３ｂと磁気結合した炭素焼結鍋５の加熱コイル対向面を励磁させ、炭素焼結鍋５の底面に渦電流を誘起する。これにより、この渦電流と炭素焼結鍋５の持つ抵抗によりジュール熱を生じ、炭素焼結鍋５の底面が発熱して加熱が行われ、炭素焼結鍋５内の水の温度が上昇する。

炭素焼結体からなる炭素焼結鍋５に存在する多数の気孔の中には、炊飯の繰り返しにより吸着した不純物やにおい成分、異物などが蓄積されている。炭素焼結鍋５の内面温度が約１００℃近くに到達すると、図５に示すように気孔から多数の気泡が発生し、同時に蓄積されていた不純物などが気泡と共に湯中へ放出される。

図６に示すように炭素焼結鍋５の温度が１００℃近傍に到達すると、制御装置２１ではこの温度が時間ｔの間持続されるように加熱コイル３へ連続的また間欠的に通電し、時間ｔを経過した後、加熱コイル３への通電を停止し、常温まで炭素焼結鍋５の温度を低下させる。そして、常温まで温度が低下したら、外蓋９を開け、炭素焼結鍋５の中の不純物などを取り込んだ水を捨て、軽く水道水でゆすぐなどして洗浄を完了し、雑菌が繁殖しないように天日などで乾燥させ、お手入れを完了する。なお、加熱コイル３への通電を停止してから常温まで炭素焼結鍋５の温度を低下させる間に、湯中へ放出した不純物などの再取り込みが発生する可能性は否定できないが、炊飯時と比較すると、湯中へ放出した不純物の量は僅かであるため、これらの再取り込みが行われる可能性も小さくなり、問題はなく、排水後に軽く水道水でゆすぐだけで除去できるものである。

ステップＳ８の洗浄処理が終了し加熱コイル３への通電が停止されると、制御装置２１では炊飯回数ａをリセットし（ステップＳ９）、処理を終了する。

通常、炭の多孔質の内部まで洗うことは不可能である。しかし、本実施形態のように洗浄モードを設けることで、多孔質部分に蓄積された不純物を焼結体の外へ放出し、多孔質部分を再生し、炭の利点を長持ちさせ、繰り返し、おいしくご飯を炊き上げ、鍋を清潔に衛生的に保つことができる。そして、操作・表示部１２に洗浄スイッチ１２ｂを設けることで、ユーザが洗浄を行いたいときにいつでも開始することができ、使い勝手が向上する。

なお、ここでは加熱コイル３を、内鍋収納部２の下面に設けた第一加熱コイル３ａと、内鍋収納部２の下面から側面に向かうコーナ部に設けた第二加熱コイル３ｂとに分割構成して、各々のコイルをスパイラル状に旋回し直列に接続したものを例に挙げて説明したが、これを例えば内鍋収納部２の下面に一括設置してもよく、このような場合でも前述の実施形態と同様の効果が得られる。

また、ここでは温度センサ４として、炭素焼結鍋５の下面に接触して検出する方式の温度センサを例に挙げて説明したが、これを例えば非接触方式の赤外線センサに代えて、水温や米温度を直接計測するようにしてもよいことは言うまでもない。

また、ここでは炭素焼結鍋５を内鍋として使用する場合についてのみ説明したが、通常の金属系容器からなる内鍋も使用可能とすることは容易である。その場合、例えば操作・表示部１２に鍋種類の選択スイッチを設け、金属系内鍋が選択（使用）されている間は、炊飯が行われても、炊飯回数のカウントを行わないようにすれば、炭素焼結鍋５の洗浄時期の誤判定を避けることができる。

また、炊飯する時に間違って洗浄スイッチ１２ｂを押した場合、あるいはその逆の場合、運転モードが異なるため最適な加熱制御が行われなくなる。したがって、このスイッチの誤操作を自動検出できるようにして、スイッチの誤操作があった場合には、このスイッチの誤操作があったことを表示または音（音声やアラーム、ブザーなど）により報知させるようにしてもよい。
具体的には、加熱開始直後の内鍋温度の立ち上がりが速いか遅いかによって、洗浄か炊飯かを判別させる。例えば、洗浄スイッチ１２ｂが押されているのに、洗浄モード運転時に推移すべき温度上昇カーブと比べて内鍋温度の立ち上がりが遅い場合には、実際に行いたいのは炊飯であってスイッチが誤操作されたと判定し、誤操作があったことを報知させる。逆に、炊飯スイッチ１２ａが押されているのに、炊飯モード運転時に推移すべき温度上昇カーブと比べて内鍋温度の立ち上がりが速すぎる場合には、実際に行いたいのは洗浄であってスイッチが誤操作されたと判定し、誤操作があったことを報知させるように構成する。
また、炊飯か洗浄かを自動判別させる別の手法として、例えば内鍋収納部２の底部に炭素焼結鍋５内の収容物の重量を計測する重量センサを設けるとともに、炭素焼結鍋５の洗浄時の指示水位まで入れた水のみの重量と、一合炊き、二合炊き、三合炊き等のそれぞれの炊飯前の米と水の合計重量を予め取得したデータテーブルを設け、重量センサからの情報を、データテーブルに登録してある重量データと照合することで、実際に行いたいのは炊飯であるのか洗浄であるのかを自動判別させ、この判別結果とは逆のスイッチが押された場合には、スイッチが誤操作されたと判定し、誤操作があったことを報知させるように構成する。

本発明の一実施形態に係る炊飯器の全体構成を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る炊飯器の駆動回路を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る炊飯器の操作・表示部の詳細図である。 本発明の一実施形態に係る炊飯器の炊飯処理動作の説明図である。 本発明の一実施形態に係る炊飯器の沸騰時の炭素焼結鍋の状態を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る炊飯器の洗浄処理動作の説明図である。 本発明の一実施形態に係る炊飯器の全体の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 炊飯器本体、３ 加熱コイル、３ａ 第一加熱コイル（加熱コイル）、３ｂ 第二加熱コイル（加熱コイル）、５ 炭素焼結鍋、５ａ フッ素樹脂（防水処理）、２１ 制御装置、２１ｂ 洗浄スイッチ。

Claims (4)

1. 炊飯器本体と、
   前記炊飯器本体内に着脱自在に収納されて食品を加熱調理する炭素焼結体を基材とし外面に防水処理を施した炭素焼結鍋と、
   前記炊飯器本体の下部に配置されて前記炭素焼結鍋に渦電流を誘起して加熱する加熱コイルと、
   前記炊飯器本体内に収納された炭素焼結鍋の温度を検出する温度センサと、
   炊飯指令または洗浄指令があると、前記炊飯指令または洗浄指令に応じて前記加熱コイルへの通電を制御し所定時間煮沸させる運転を開始させるとともに、前記温度センサにより検出される加熱開始直後の炭素焼結鍋温度の立ち上がりの速さを、前記炊飯指令および洗浄指令に基づく運転時に推移すべき温度上昇カーブと比べることで、実際に行いたいのは炊飯か洗浄かを判別し、この判別結果と前記指令が一致するかをみて、一致しない場合には、誤指令があったとして報知させる制御装置と、
   を備えることを特徴とする炊飯器。
2. 炊飯器本体と、
   前記炊飯器本体内に着脱自在に収納されて食品を加熱調理する炭素焼結体を基材とし外面に防水処理を施した炭素焼結鍋と、
   前記炊飯器本体の下部に配置されて前記炭素焼結鍋に渦電流を誘起して加熱する加熱コイルと、
   前記炭素焼結鍋内の収容物の重量を計測する重量センサと、
   炊飯指令または洗浄指令があると、前記炊飯指令または洗浄指令に応じて前記加熱コイルへの通電を制御し所定時間煮沸させる運転を開始させるとともに、前記重量センサにより検出される炭素焼結鍋内収容物の重量を、データテーブルに登録してある、洗浄時の指示水位まで入れた水のみの重量、一合炊き、二合炊き、三合炊き等のそれぞれの炊飯前の米と水の合計重量の各データと照合することで、実際に行いたいのは炊飯か洗浄かを判別し、この判別結果と前記指令が一致するかをみて、一致しない場合には、誤指令があったとして報知させる制御装置と、
   を備えることを特徴とする炊飯器。
3. 前記洗浄を行なわせるためのスイッチを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の炊飯器。
4. 前記制御装置は、炭素焼結鍋による炊飯回数をカウントし、炊飯回数の累積値が所定値となった時点で、洗浄時期がきたことを表示または音により報知することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の炊飯器。

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