JP5287101B2

JP5287101B2 - 炊飯器

Info

Publication number: JP5287101B2
Application number: JP2008253136A
Authority: JP
Inventors: 弘大矢; 和宏浮田; 啓治石川; 正人佐野; 誉史紺野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: JP2010082091A

Description

本発明は、水の沸点より高い温度の高温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は、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、水を均一に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。そこで、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、
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５に、特許文献１の構成を示す。図５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１６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、蒸気口パッキン１３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℃以上の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は、蒸気を発生させるためには給水容器に水を入れなければならず煩雑な作業が発生する。また、水道水等の水を直接加熱板に貯留させるため水に含まれるミネラル分等が析出し加熱板に焼きつきお手入れが煩雑となる課題が発生する。

本発明は、上記課題を解決するもので、炊飯器本体と、鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、蓋に設けられた炊飯中に発生する蒸気を外気へ放出する蒸気口と、鍋内部に通じた少なくとも２経路設けた蒸気排出経路とを備え、第１の蒸気排出経路は、開口部を有するとともに前記蒸気口に連接し、第２の蒸気排出経路は蒸気結露部および所定圧で開放する圧力弁を有し、前記蒸気口に連接しかつ前記蒸気結露部に滴露した滴露水を再蒸発させる加熱手段を備えると共に前記圧力弁の開放圧力を、炊飯の炊き上げ工程後半に生ずる釜内の圧力より低く、前記蒸らし工程で前記滴露水を蒸発させた際生ずる釜内の圧力より高くなるようにし、前記第２の蒸気排せ出経路に流れ込んだ蒸気の一部を前記蒸気結露部で滴露させ滴露水とし前記蒸気滴露部に残留させた後、蒸らしまたは保温工程で前記蒸気滴露部を加熱させることで生じた蒸気を前記第二の蒸気経路途中に設けた圧力弁によって、前記第２の蒸気経路を炊飯時と比べ逆流させ前記鍋内に入れ
、前記第１の蒸気経路から機体外に排出させるようにしたものである。

これによる動作を説明する。炊飯中に発生した蒸気はまず第１の経路を通り蒸気排出口を介し本体外に排出される。さらに蒸気量が増えると、鍋内の内圧が上昇し圧力弁が開放し、発生した蒸気の一部が第２の蒸気排出経路に流れ込む、流れ込んだ蒸気の一部が蒸気結露部で滴露し滴露水となり蒸気滴露部に残留する。この状態で、炊き上げ工程が終了し蒸らしまたは保温工程に移り滴露部を加熱する。加熱手段で加熱すると滴露水は蒸気とな
る。この時、第二の蒸気経路途中に圧力弁があるため、発生した蒸気は第２の蒸気経路を炊飯時と比べ逆流し鍋内に入り、第１の蒸気経路から機体外に排出される。

上記内容より、蒸発水を炊飯中の蒸気から抽出することにより水容器に水を入れる作業を廃止することができる。また、抽出された水は、炊飯中に発生した蒸気であることから蒸発水にミネラル等の不純物も含まないためミネラル分等が析出し加熱板に焼きつき、お手入れが煩雑となることも防ぐことができる。

本発明の炊飯器は、給水容器に水を入れること無しに、また加熱板の掃除等煩雑な作業無しにスチームを使用して炊飯性能を向上させることができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、炊飯器本体と、鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、蓋に設けられた炊飯中に発生する蒸気を外気へ放出する蒸気口と、鍋内部に通じた少なくとも２経路設けた蒸気排出経路とを備え、第１の蒸気排出経路は、開口部を有するとともに前記蒸気口に連接し、第２の蒸気排出経路は蒸気結露部および所定圧で開放する圧力弁を有し、前記蒸気口に連接しかつ前記蒸気結露部に滴露した滴露水を再蒸発させる加熱手段を備えると共に前記圧力弁の開放圧力を、炊飯の炊き上げ工程後半に生ずる釜内の圧力より低く、前記蒸らし工程で前記滴露水を蒸発させた際生ずる釜内の圧力より高くなるようにし、前記第２の蒸気排せ出経路に流れ込んだ蒸気の一部を前記蒸気結露部で滴露させ滴露水とし前記蒸気滴露部に残留させた後、蒸らしまたは保温工程で前記蒸気滴露部を加熱させることで生じた蒸気を前記第二の蒸気経路途中に設けた圧力弁によって、前記第２の蒸気経路を炊飯時と比べ逆流させ前記鍋内に入れ、前記第１の蒸気経路から機体外に排出させるようにしたことにより、炊飯中に発生した蒸気はまず第１の経路を通り蒸気排出口を介し本体外に排出される。さらに蒸気量が増えると、鍋内の内圧が上昇し圧力弁が開放し、発生した蒸気の一部が第２の蒸気排出経路に流れ込む、流れ込んだ蒸気の一部が蒸気結露部で滴露し滴露水となり蒸気滴露部に残留する。この状態で、炊き上げ工程が終了し蒸らしまたは保温工程に移り滴露部を加熱する。加熱手段で加熱すると滴露水は蒸気となる。この時、第二の蒸気経路途中に圧力弁があるため、発生した蒸気は第２の蒸気経路を炊飯時と比べ逆流し鍋内に入り、第１の蒸気経路から機体外に排出されるため、上記内容より、蒸発水を炊飯中の蒸気から抽出することにより水容器に水を入れる作業を廃止することができる。また、抽出された水は、炊飯中に発生した蒸気であることから蒸発水にミネラル等の不純物も含まないためミネラル分等が析出し加熱板に焼きつきお手入れが煩雑となることも防ぐことができる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態について図１〜図４に基づいて説明する。本発明の第１の実施の形態について図１〜図２を参照しながら説明する。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。炊飯中に発生する蒸気を外気へ放出する蒸気口２６が設けられている。２７は内蓋で鍋２２上面を閉止し第１の蒸気経路２８及び第２の蒸気経路２９へ炊飯中の蒸気を排出する第１の穴２７Ａと第２の穴２７Ｂが設けられている。本実施の形態では、第１の穴をφ２の穴１ヵ所に設定して、第２の穴をφ３の穴６ヶ所に設定している。

第１の穴２７Ａの開口面積は、第２の穴２７Ｂの開口面積より小さく設定している。２８は第１の蒸気経路で前記第１の穴２７Ａと蒸気口２６を連接している。また、２９は第２の蒸気経路で前記第２の穴２７Ｂから所定圧で開放する蒸気結露部３０と圧力弁３１を介して蒸気口２６と連接している。

蒸気結露部３０は、内蓋２７と蓋２３の間にオーステナイト系ステンレスでできた放射
板３２を設け、内蓋２７と放射板３２の間に蒸気を通すことで構成されている。

また、圧力弁３１はφ１２のステンレス球で質量９．５ｇを用いφ９の穴を閉止する構成で約６００ＰＡの圧力で弁が開閉する。

内蓋２７には、凝結した蒸発水を貯留する凹部状の蒸発部３４を備えている。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いる。

３５は、蓋２３の下面に位置し、放射板３２に対向して設けた蓋カバー、３６は蓋カバー３５内に設けられた蓋コイルで内蓋２７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３６は、内蓋２７の蒸発部３４の凹部形状に合わせて蓋コイル３６も凹部形状を形成する。

３７はフェライトで、蓋コイル３６の上で且つ投影位置で蒸発部３４の位置に設けている。蓋コイル３６及びフェライト３７の上にはアルミニウム製の蓋反射板３８を配置している。３９は回路基板である。回路基板３９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３６に交番磁界を発生させるための電流を制御する。

４０は蓋センサーユニットで、蓋カバー３５に取り付られて内蓋２７に接触して内蓋２７の温度を検知する。４２は放射板３２の外周部に設けられたパッキンで、内蓋２７、４２は放射板３２、パッキン４２により第２の蒸気経路を構成する。

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。つぎに炊飯開始スイッチ（図示せず）を使用者が操作すると、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。炊き上げ工程後半には鍋２２内の水が沸騰し蒸気が発生する。蒸気が発生した直後は、蒸気は第１の穴２７Ａを通り第１の蒸気通路２８から蒸気口２６をへて外気へ放出されるが、蒸気の発生量が増加すると鍋２２内の内圧が上昇する。鍋２２の内圧が６００ＰＡを超えると圧力弁３１が動作し第２の穴２７Ｂより第２の蒸気通路２９へ蒸気が流入する。第２の蒸気通路２９は流入した蒸気の一部は蒸気結露部３０に結露し蒸発水３３として内蓋２７の蒸発部３４に貯留される（蒸気の径路図２参照）。鍋２２内の水が米に吸収され炊き上げ工程が終了する。鍋加熱手段２４の通電を押さえることにより蒸気発生量が少なくなるため圧力弁３１が閉止し発生した蒸気は、第１の蒸気経路３０のみを通過して外気へ排出される。

むらし工程にはいると、蓋コイル３６に通電する。蓋コイル３６が通電されると蒸発水の一部が直ちに蒸発し蒸気を出す。この発生した蒸気は、圧力弁３１が閉止しているため第２の蒸気経路２９を逆流し第２の穴２７Ｂより鍋２２内に入ったのち、第１の穴２７Ａ及び第１の蒸気径路２８を通過し外気へ放出される（蒸気の径路は図３参照）。

蒸気が第２の蒸気径路２９を通過する間に、内蓋２７及び放射板３２より加熱され蒸気温度を１００℃以上になり、第２の穴２７Ｂ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２２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内蓋２７及び放射板３２により高温蒸気へと加熱され鍋２２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３６の通電で内蓋２７を加熱し蒸発水の気化及び気化された蒸発水の加熱を均等かつ同時に行った場合、蒸発水の蒸発量を確保すべく、蓋コイル３６の入力電力を加えると蒸発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。内蓋２７の蒸発部３４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蒸発水の蒸発量と蒸気の第２の穴２７Ｂ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２７の蒸発部３４の単位面積当たりに発生する熱量を蒸発部３４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４に基づいて説明する。蓋コイル３６において蒸発部３４部分の内蓋２７と蓋コイル３６の空間距離Ｘより蒸発部３４以外の内蓋２７と蓋コイル３６の空間距離Ｙを広くする。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３６の空間距離を変えることにより蓋コイル３６から発生した磁束による生ずる内蓋２７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３６から発生した磁束により、内蓋２７に誘導電流が発生するが、内蓋２７と蓋コイル３６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２７の発熱は小さいものとなる。また、内蓋２７と蓋コイル３６の空間距離が近いと、誘導電流が大きくなるため、内蓋２７の発熱は大きいものとなるので、蓋コイル３６及び内蓋２７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３６の内蓋２７に設けられた蒸発部３４に対向する位置の上面にフェライト３７を配置する。前記構成で蓋コイル３６から発生した磁束が、内蓋２７に対向した面の磁束は、内蓋２７の誘導電流の誘起に使用されるが、内蓋２７と対向しない面では内蓋２７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３７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３７部を通過し、蓋コイル３６に戻るため漏れ磁束が減少し、結果、フェライト３７の設けられた部分の内蓋２７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３７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３７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３７を発部３４設けたが蒸発部３４外でも必要に応じてフェライト３７を設けても良い。

第３の構成として、蓋コイル３６びフェライト３７上にはアルミニウム製の蓋反射板３８を配置している。前記構成で蓋コイル３６から発生した磁束が、蓋反射板３８通過するとき蓋反射板３８に誘導電流が発生する。蓋反射板３８はアルミニウム製で体積低効率が小さいため発熱は微小である。蓋反射板３８から発生した誘導電流により、蓋コイル３６から発生した磁束を打ち消す磁束を発生するため、内蓋２７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３６と蓋反射板３８の間にフェライト３７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３７を通過し、蓋コイル３６戻るため、漏れ磁束が減少するため蓋反射板３８に発生する起電流が小さくなるため、蓋コイル３６から発生した磁束を打ち消す磁束が少なくなり、内蓋２７に供給される磁束も減少量も少なくなり、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３８と蓋コイル３６との間にフェライト３７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３６と蓋反射板３８と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３８と蓋コイル３６と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３８と蓋コイル３６と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３６と蓋反射板３８と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３８を部分的に蓋コイル３６に対向させないように配置すれば、蓋コイル３６から発生する磁束の打ち消しが無くなり、内蓋２７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２７の蒸発部３４において、単位面積当たりに発生する熱量と蒸発部３４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ことによりおいしいご飯を炊き上げることができるものである。

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。

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炊き上げ時のスチームの流れを示す図本発明の実施の形態における蒸らし時のスチームの流れを示す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従来の炊飯器の断面図

２１炊飯器本体
２２鍋
２３蓋
２６蒸気口
２８第１の蒸気径路
２９第２の蒸気径路
３０蒸気結露部
３１圧力弁
３４蒸発部

Claims

炊飯器本体と、鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、蓋に設けられた炊飯中に発生する蒸気を外気へ放出する蒸気口と、鍋内部に通じた少なくとも２経路設けた蒸気排出経路とを備え、第１の蒸気排出経路は、開口部を有するとともに前記蒸気口に連接し、第２の蒸気排出経路は蒸気結露部および所定圧で開放する圧力弁を有し、前記蒸気口に連接しかつ前記蒸気結露部に滴露した滴露水を再蒸発させる加熱手段を備えると共に前記圧力弁の開放圧力を、炊飯の炊き上げ工程後半に生ずる釜内の圧力より低く、前記蒸らし工程で前記滴露水を蒸発させた際生ずる釜内の圧力より高くなるようにし、前記第２の蒸気排出経路に流れ込んだ蒸気の一部を前記蒸気結露部で滴露させ滴露水とし前記蒸気滴露部に残留させた後、蒸らしまたは保温工程で前記蒸気滴露部を加熱させることで生じた蒸気を前記第二の蒸気経路途中に設けた圧力弁によって、前記第２の蒸気経路を炊飯時と比べ逆流させ前記鍋内に入れ、前記第１の蒸気経路から機体外に排出させるようにした炊飯器。