JP5460456B2

JP5460456B2 - 炊飯器

Info

Publication number: JP5460456B2
Application number: JP2010108897A
Authority: JP
Inventors: 大介井上; 利明鈴木
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-05-11
Also published as: JP2011234899A

Description

本発明は、炊飯中の蒸気の排出量を抑え、蒸気を冷却して水で回収し、保温中にその水を利用して保湿する蒸気回収構造に関するものである。

近年、炊飯器の設置は、キッチンのレンジ台に組込み壁に囲まれた環境だけでなく、食卓や、キッチンに隣接するリビングなどでも使用されている。そのため、炊飯器からの蒸気の排出量を抑えて、周囲環境を加湿せずに使用でき、しかも省エネルギー性を向上させるものが望まれている。

従来から蒸気の排出量を低減する目的の発明として、特許文献１〜５などが知られている。

特許文献１及び２は排出した蒸気を冷却ユニット（水容器）に導いて冷却し、水にするものである。

特許文献３は排出した蒸気を送風空気と混合して排気することで付近への結露を防止するものである。

特許文献４は圧力による沸点上昇を応用し、所定圧力値に相当する沸点以下で、１００℃以上の温度に保つことで蒸気の排出を抑えながら１００℃以上を保つものである。

また、省エネルギー性を向上させる目的として、特許文献５に記載されたものが知られている。このものは加圧状態から急激な減圧を起すことにより、攪拌作用を得て省エネに寄与するものである。

特開平１０−１９２１３４号公報特開２００８−２５３６５０号公報特開２００９−２８５１３号公報特開平１１−２０６５５９号公報特開２００８−４８７６６号公報

上記した従来技術においては、特許文献１及び２に示す炊飯器では、蒸気の冷却ユニットが必要で、冷却ユニットを収納するため炊飯器が大きくなりコンパクト性が犠牲となる。また、水容器に冷却用に水を使用するため水を入れる手間が掛かり、冷却ユニットの清掃が必要で、冷却した水を廃棄する負荷が増えるため地球環境上は好ましくないなどの問題がある。

特許文献３では排出蒸気温度を低下させて排出するため、炊飯器付近の壁などで、結露はしにくくなるが、室内の湿度を上昇させ室内環境が湿っぽくなるという問題がある。

特許文献４では所定圧力値に圧力を高め、その圧力での沸点以下の温度を所定温度として保つ制御を行うため、内釜内部は１００℃以上の高温ではあるものの沸点以下である。そのため沸騰していない状態であるため、ご飯を美味に仕上げる上で問題がある。

また、一定時間後に加熱量を上げてドライアップをさせるため、内釜内部には余剰水は無くなっているが米が含んだ水分を蒸気として排出することにより、蒸気が多量に放出されて、炊飯器付近の壁などが結露したり、室内の湿度を上昇させ室内環境が湿っぽくなるという問題がある。

特許文献５では省エネには寄与するものの、急激な減圧の際に多量の蒸気を一気に噴出することになるので、付近への結露を生じる問題がある。

本発明は上記の欠点を解決するためになされたものであり、本体と、該本体内に着脱自在に収納される内釜と、前記本体の上部を覆う外蓋と、前記内釜を加熱する加熱手段と、前記外蓋には前記内釜の上部開口を覆う内蓋と、該内蓋に設けられ前記内釜内部を所定の圧力に維持する調圧弁と、前記外蓋に形成し前記調圧弁を通して前記内釜で発生した蒸気を外部に導く蒸気通路と、前記外蓋に取り付けられ前記蒸気通路に連通して外部に排出される前に前記蒸気を回収する蒸気回収ユニットと、を備え、前記調圧弁は、前記内蓋に設けられた出口を開閉する球体と、該球体の動きを規制して前記出口を開放のまま保持または前記球体が自由に動けるようにする調圧弁制御部で構成され、前記蒸気回収ユニットは、上ケースと下ケースから構成され、該下ケースには蒸気が結露した水が前記蒸気通路内に戻る水戻し穴を有し、前記蒸気通路は、前記水戻し穴から戻った水を前記内蓋の上面に設けた水受け台の上方に導き、該水受け台には、前記調圧弁と、前記内釜内部と連通する内蓋水戻し穴と、前記球体で結露した水および前記蒸気通路から戻った水を該内蓋水戻し穴に向かって導き集中させる傾斜部を有し、前記内蓋水戻し穴には前記内釜内部の圧力が大気圧より高いときは塞がれ、大気圧より低いときは開放する弁を設け、さらに、前記内蓋の下面には前記内蓋水戻し穴からの水を受ける水受け皿を設け、該水受け皿には前記内釜内部と連通する穴を設けたものである。

本発明の請求項１によれば、調圧弁により高い沸点温度で沸騰を維持させながら、内釜内部で発生する蒸気の流出を最小に抑えることができ、さらにその蒸気を蒸気回収ユニットで蒸気を回収するので、沸騰しないことによるご飯の食味の低下をさせることなく蒸気を室内に多量に放出することを防止できる。

蒸気の排出量を抑えるには水を必要とする冷却ユニットを必要としないため、炊飯器のコンパクト性が確保され、水容器に冷却する水を入れる手間も必要なく、冷却ユニットの清掃を必要としない。その上、冷却した水を廃棄する負荷が発生しないため、地球環境上は好ましい。

排出蒸気はほとんど無いため室内の湿度は変わりなく室内環境が維持される。

また、熱と蒸気を閉じ込めて炊飯するので、不要な水が蒸気として放出されない分、水加減も少なくできるため、使用する水も減り、環境負荷も少なくなる。

加えて傾斜部を設けたことにより蒸気回収ユニットで回収した水は、水戻し穴から蒸気通路を経て内蓋上面の傾斜部に流れ、傾斜部により内蓋水戻し穴に導かれる。傾斜部により内蓋水戻し穴周囲に導かれた水は、内釜の内部が大気圧より低くなるとき、すなわち炊飯が終了して内釜の内部が冷えて内部の蒸気が内釜や内蓋に結露して蒸気の体積が収縮するとき、あるいは使用者が外蓋を開けようとして内釜と内蓋で構成する空間の容積が拡大するときに、弁が開いて水受け皿の上に戻る。水受け皿に戻った水は保温中に蒸発し、孔から内釜内部空間を加湿する働きをするので、ご飯が乾燥して食味が低下するのを防止することができる。

本発明の一実施例における炊飯器の断面図である。同炊飯器の内蓋上面に設けた調圧弁と水受け台を示す説明図である。同炊飯器の蒸気回収ユニットを開放して内部を示す説明図である。同炊飯器の蒸気回収ユニットを流入口の高さで水平方向に切断した断面の説明図である。同炊飯器の蒸気回収ユニットから内蓋へ流れる結露水の流れを示す断面説明図である。図５に示す断面図のＡ部拡大図で傾斜部６ａの説明図である。同炊飯器の内蓋下面の構成と水受け皿の説明図である。同炊飯器の制御部との接続を示す構成図である。同炊飯器の炊飯時のお米の温度と各部の動作を示す説明図である。

以下、本発明の一実施例について添付図面を用いて詳細に説明する。

図１，図２において説明する。本体１には内釜２が着脱自在に挿入され、本体１にはその上部を覆う外蓋３が開閉自在に取り付けられている。本体１には加熱手段４と制御部５が設けられ、制御部５の働きによって加熱手段４が内釜２を加熱する。

外蓋３には内釜２の上部開口を覆う内蓋６が取り付けられ、内蓋６に取り付けられたパッキン７が内釜２の上端全周に当接して内釜２と内蓋６で構成する空間を密閉状態に保っている。

内蓋６上面に設けたステンレス鋼製の球体８ａによって以下に示す出口６ｊを開閉する。

内蓋６上面の略中央には、すり鉢状に傾斜するビードで構成する底部に内蓋６下面と連通する出口６ｊを備える出口体６ｋが内蓋６に固定されている。

出口体６ｋに隣接して安全弁６ｍが内蓋６に固定されている。

内蓋６の上面には、出口体６ｋの球体８ａの動きを規制する三方に開口したゲート状の保持部６ｆと、安全弁６ｍを包む固定部６ｇと一体に成形した略小判形の水受け台６ｈを取付けている。水受け台６ｈの外周は水を溜める立上げ部６ｎを備える。

球体８ａは、保持部６ｆの中で、出口体６ｋのすり鉢状の傾斜部で自在に転がって移動でき、すり鉢状の底部に球体８ａが収まった状態では、出口６ｊが塞がるものである。

球体８ａは、加熱手段４により内釜２が加熱されて前記密閉空間内に発生する蒸気圧によって動作し、所定の圧力（本実施例では１.３気圧）に調整しながら内釜２の蒸気を出口６ｊから排出し、排出された蒸気は、外蓋３に設けられた蒸気通路９を経て外蓋３に着脱自在に取り付けた後述する蒸気回収ユニット１０へ導かれる。

外蓋３に固定された調圧弁制御部１３は、制御部５に接続されている。

調圧弁制御部１３は、球体８ａの動きを規制して、出口６ｊを開放のまま保持する場合と、内釜２に発生する蒸気圧によって球体８ａが自在に動けるようにするものである。

調圧弁制御部１３は、バネ１３ｂで本体後側に付勢されるロッド１３ｃの先端はゲート状の保持部６ｆの開口部に挿入されていて、コイル１３ａに通電することによりロッド１３ｃを本体前側に移動させる。

バネ１３ｂで本体後側に付勢されるロッド１３ｃの先端は球体８ａを本体１後側方向に押しのけるため、出口６ｊは開放して保持される。一方、コイル１３ａに通電することによりロッド１３ｃを本体前側に移動されて、球体８ａが自在に動けるようになり、すり鉢状の底部に球体８ａが収まった状態で出口６ｊが塞がるものである。前記したように球体８ａと出口体６ｋと保持部６ｆで所定の圧力に調整する調圧弁８を形成する。

調圧弁８から排出された蒸気は外蓋３に設けられた蒸気通路９を経て、蒸気回収ユニット１０へ導かれる。蒸気通路９には調圧弁８近傍に蒸気温度センサー１１が設けられている。

図８において説明する。制御部５には蒸気温度センサー１１が接続されるとともに、内釜２の底部の温度を検出する釜底温度センサー１２が接続されている。

図３，図４において説明する。蒸気回収ユニット１０は、上ケース１０ａと下ケース１０ｂからなり、上ケース１０ａと下ケース１０ｂをヒンジ部１０ｑで組み合わせてロックボタン１０ｃにて結合し、ユニットパッキン１０ｄが下ケース外周部１０ｒに当接して蒸気が漏れないように構成されている。

下ケース１０ｂには筒１０ｅが設けられ、筒１０ｅ上部側面にヒンジ部１０ｑに向かって蒸気通路９から流れてきた蒸気の入る流入口１０ｆが設けられている。

上ケース１０ａには筒１０ｅを囲うように第一枠１０ｇが設けられ、上ケース１０ａと下ケース１０ｂを結合させた状態では第一枠１０ｇの先端１０ｓは、下ケース１０ｂの底面１０ｕと近接した状態になり、第一枠１０ｇには、流入口１０ｆと反対側のロックボタン１０ｃの向きに第一切欠部１０ｈがある。

そして下ケース１０ｂには第一枠１０ｇ囲うようにＵ字枠１０ｍが設けられ、上ケース１０ａと下ケース１０ｂを結合させた状態ではＵ字枠１０ｍの先端１０ｙは、上ケース１０ａの天面１０ｖと近接した状態になり、Ｕ字枠１０ｍには、流入口１０ｆと同じヒンジ部１０ｑの向きに開口部１０ｗがある。

更に、上ケース１０ａにはＵ字枠１０ｍを囲うように第二枠１０ｊが設けられ上ケース１０ａと下ケース１０ｂを結合させた状態では、第二枠１０ｊの先端１０ｘは、下ケース１０ｂの底面１０ｕと近接した状態になり、第二枠１０ｊには、ロックボタン１０ｃの向きに第二切欠部１０ｋがある。

上ケース１０ａの天面１０ｖの第二枠１０ｊの外側には外気と連通する穴１０ｎ（例えば３×１５mmのスリット穴が２個）を設けている。

下ケース１０ｂの底面１０ｕの筒１０ｅのロックボタン１０ｃ側には水戻し穴１０ｐ（例えばφ３mmを１コ）を設け、蒸気回収ユニット１０内に結露した水を蒸気通路９に戻す。

図５〜図７において説明する。蒸気通路９に戻った水は下方の内蓋６の上面に設けた水受け台６ｈに導かれる。内蓋６に固定された水受け台６ｈには、保持部６ｆと固定部６ｇの間に傾斜部６ａが設けられている。

傾斜部６ａの最も低い箇所に内蓋水戻し穴６ｂを設けているので、蒸気通路９から流れた水と、調圧弁８の球体８ａと出口体６ｋと保持部６ｆから流れた水は、傾斜部６ａによって内蓋水戻し穴６ｂに導かれ、もれなく集められる。

内蓋水戻し穴６ｂには、内蓋６下面に安全弁６ｍと一体のゴム製の弁６ｃを備える。

弁６ｃは、内釜６内部が大気圧より高いときは、弁６ｃが内蓋６に押し付けられて内蓋水戻し穴６ｂが塞がれる。大気圧では、弁６ｃが内蓋６に押し付けられないので、内蓋水戻し穴６ｂを水封されず開放する。

さらに、内蓋６の下部には内蓋水戻し穴６ｂに対向する位置に水受け皿６ｄを設ける。

水受け皿６ｄは、上面に水を溜める平面部６ｄ１と、平面部６ｄ１より一段高い凸部６ｄ２には内釜２内部と連通する孔６ｅ（例えばφ３mmで１６個）が並んでいる。

水受け皿６ｄは、内蓋水戻し穴６ｂからの水を平面部６ｄ１に溜め、保温中に蒸発して孔６ｅから蒸気を出して内釜２内部空間を加湿する働きをするものである。

以上の構成においてその動作を図９を用いて説明する。使用者が内釜２に適量の米と水を入れ、操作部の炊飯開始ボタン（図示せず）を操作すると制御部５の働きによって炊飯が開始する。

予め定められた炊飯工程に従い、最初に米への吸水を促進させる浸し工程が実施される。釜底温度センサー１２が所定温度（本実施例では６０℃）になるように加熱手段４が内釜２を加熱（本実施例では４００Ｗ）して、内釜２内部の水温を５５〜６０℃に維持し、米への吸水を促進する。

所定時間（本実施例では１５分）が経過すると、制御部５は加熱工程に移行し、加熱手段４の加熱量を増大（本実施例では１０００Ｗ）させるとともに、調圧弁制御部１３のコイル１３ａに通電されバネ１３ｂで本体後側に付勢されていたロッド１３ｃが本体前側に移動する。

調圧弁制御部１３の動作により調圧弁８の球体８ａが、蒸気の出口６ｊを開放されていた状態から出口６ｊを塞ぐように出口６ｊの真上に転がってセットされる。球体８ａが出口６ｊを塞ぎ前記内釜２と内蓋６ｊによる密閉空間内に発生する蒸気圧によって、圧力が高い場合に出口６ｊを開放するように移動して圧力を調整するように動作する。

水温が上昇すると蒸気の発生によって内釜２内部の圧力が高まり、本実施例の調圧弁８の動作圧である１.３気圧まで高まると、１.３気圧に応じた１０７℃の沸点で沸騰を開始するとともに、調圧弁８の動作で放出された蒸気が蒸気通路９へと放出される。

蒸気通路９には調圧弁８近傍に蒸気温度センサー１１が設けられているので、蒸気によって加熱された蒸気温度センサー１１の温度上昇により、制御部５は一定温度以上になることで蒸気の流入を検出する。

次に、制御部５は加熱手段４の加熱量を低下（本実施例では５００Ｗ）させるが、この加熱量は内釜２内部の圧力が調圧弁８の動作圧である１.３気圧で所定熱量を維持し、この気圧の沸点である１０７℃での沸騰を継続、または断続的にでも継続させる熱量に設定されている。

沸騰することにより調圧弁８の動作で出口６ｊが開放されて放出された蒸気が蒸気通路９内に流入する。

沸騰にすることにより調圧弁８から蒸気通路９に流入する蒸気の量について以下説明する。

「米」が「ご飯」になるにはβ澱粉をα澱粉にする必要があり、これには９８℃以上を２０分保つ必要がある。

調圧弁８の無い非圧力式炊飯器では１気圧での沸点１００℃を維持するために、内釜の隅々まで９８℃以上を維持するためには、大きな電力を投入し続けて、激しい沸騰を継続させないと対流の悪い部位が９８℃まで上がらない。従って多量の蒸気が発生する。

これに対し、本発明では熱量を抑えて１.３気圧により１０７℃での沸騰を継続、または断続的にでも継続させており、仮に１.３気圧の沸点１０７℃を下回る１０３℃の部位が存在しても、β澱粉をα澱粉にする温度９８℃以上を維持しているため、問題はない。

加熱量は本実施例では５００Ｗに下げて、１０７℃で内釜２内部を低い熱量で沸騰状態を保っているので、調圧弁８から蒸気通路９内に流入する蒸気は微量である。

この微量の蒸気は、沸騰を維持して水が無くなり、内釜２底の温度が急激に上がるドライアップと呼ぶ状態を釜底温度センサー１２で検知し、制御部５が蒸らし工程に移行させるまでの間継続する。

この間に少しずつ流入する蒸気は、蒸気通路９を経て蒸気回収ユニット１０へと導かれて行く。

蒸らし工程でも温度を保つために制御部５は加熱手段４で微小熱量で加熱を行う。

この蒸らし工程においても調圧弁８での圧力調整が有効な状態が継続されている。

蒸らし工程の後半になると、制御部５は微小熱量での加熱を停止し、温度が下がり内釜２内部の圧力が大気圧に戻るのに十分な時間（例えば５分）を経過するのを待つ。

その次に、調圧弁制御部１３のコイル１３ａの通電が停止されるとバネ１３ｂにより付勢されているロッド１３ｃが調圧弁８の球体８ａを本体１後側方向に押しのけるため、出口６ｊは開放して保持される。

これにより、内釜２は、出口６ｊと調圧弁８の蒸気通路９，蒸気回収ユニット１０の上ケース１０ａの穴１０ｎを経て大気と通じた状態となる。

内釜２内部の圧力が大気圧まで低下しているため、穴１０ｎから排出する蒸気の勢いは弱く、茶碗に盛ったご飯から湯気が立つ程度である。

この後、制御部５は蒸らし工程を終了し、炊飯全工程を終了する。

次に蒸気回収ユニット１０の内部での蒸気の流れと回収について説明する。

蒸気通路９からの蒸気は筒１０ｅに設けられた流入口１０ｆから蒸気回収ユニット１０内の第一枠１０ｇに囲われた空間に流入する。

第一枠１０ｇは上ケース１０ａから垂れ下がるように設けられており、蒸気は空気より軽いので第一枠１０ｇの上部空間に滞留し、上ケース１０ａや第一枠１０ｇに結露する。

蒸気量が多くなると第一枠１０ｇの空間下方まで蒸気が充満して、第一切欠部１０ｈから流出する。

蒸気は第一枠１０ｇとＵ字枠１０ｍで囲われた空間へと流出する。

第一切欠部１０ｈと反対側に設けられたＵ字枠１０ｍの開口部１０ｗへと、Ｕ字枠１０ｍの内側に沿って流れる。

次にＵ字枠１０ｍと第二枠１０ｊで囲われた空間に蒸気が充満し、Ｕ字枠１０ｍの外側に沿って流れ、第二切欠部１０ｋまで蒸気が充満すると、第二切欠部１０ｋから第二枠１０ｊと上ケース１０ａと下ケース１０ｂの外周部１０ｒで囲われた空間に流れる。

第二切欠部１０ｋと反対側に設けられた穴１０ｎへと流れて外気に放出される。

蒸気の発生は微量になるように加熱手段４の加熱が調整されているので、ほとんどの蒸気は蒸気回収ユニット１０で複数の枠で構成される通路を通る間に、温度が低下し、結露して水として回収される。そのため、穴１０ｎから出る蒸気は僅かな量で、その温度は約７０℃程度まで低下している。

本実施例では第一枠１０ｇとＵ字枠１０ｍと第二枠１０ｊの３個の枠体で、４個の通路で構成するが、さらに多く設けると効果的である。

蒸気回収ユニット１０で蒸気を結露させて回収した水は、水戻し穴１０ｐから蒸気通路９を経て内蓋６の水受け台６ｈの傾斜部６ａに導かれてもれなく集められ、内蓋水戻し穴６ｂに溜まる。

内釜２の内部が大気圧まで下がるとき、すなわち炊飯が終了して内釜の内部が冷えて内部の蒸気が内釜２や内蓋６に結露して蒸気の体積が収縮するとき、あるいは使用者が外蓋３を開けようとして内釜２と内蓋６で構成する空間の容積が拡大するときに、弁６ｃが内蓋６に押し付けられないので、内蓋水戻し穴６ｂを開放されて水受け皿６ｄの上面側に水が移動する。

水受け皿６ｄの平面部６ｄ１の上面に溜められた水は、保温中に蒸発し、水受け皿６ｄの平面部６ｄ１より一段高い凸部６ｄ２の孔６ｅから内釜２内部空間を加湿する働きをする。

なお、調圧弁８の球体８ａ，保持部６ｆ，出口体６ｋに結露した水ももれなく水受け台６ｈの内蓋水戻し穴６ｂに導くように傾斜部６ａを構成するので、清掃の際に内蓋を外したとき垂れる水が少なくなり、かつ水受け皿６ｄに戻して保温の際に加湿する水量が増えて保温によるごはんの水分蒸発を抑えるのに有効である。

上記した本実施例によれば、調圧弁により高い沸点温度で沸騰を維持させながら、内釜内部で発生する蒸気の流出を最小に抑えることができ、さらにその蒸気を蒸気回収ユニットで蒸気を回収するので、沸騰しないことによるご飯の食味の低下をさせることなく蒸気を室内に多量に放出することを防止できる。

１本体
２内釜
３外蓋
４加熱手段
５制御部
６内蓋
６ａ傾斜部
６ｂ内蓋水戻し穴
６ｃ弁
６ｄ水受け皿
６ｅ孔
６ｆ保持部
８調圧弁
９蒸気通路
１０蒸気回収ユニット
１０ａ上ケース
１０ｂ下ケース
１０ｐ水戻し穴

Claims

本体と、該本体内に着脱自在に収納される内釜と、前記本体の上部を覆う外蓋と、前記内釜を加熱する加熱手段と、前記外蓋には前記内釜の上部開口を覆う内蓋と、該内蓋に設けられ前記内釜内部を所定の圧力に維持する調圧弁と、前記外蓋に形成し前記調圧弁を通して前記内釜で発生した蒸気を外部に導く蒸気通路と、前記外蓋に取り付けられ前記蒸気通路に連通して外部に排出される前に前記蒸気を回収する蒸気回収ユニットと、を備え、
前記調圧弁は、前記内蓋に設けられた出口を開閉する球体と、該球体の動きを規制して前記出口を開放のまま保持または前記球体が自由に動けるようにする調圧弁制御部で構成され、
前記蒸気回収ユニットは、上ケースと下ケースから構成され、該下ケースには蒸気が結露した水が前記蒸気通路内に戻る水戻し穴を有し、
前記蒸気通路は、前記水戻し穴から戻った水を前記内蓋の上面に設けた水受け台の上方に導き、
該水受け台には、前記調圧弁と、前記内釜内部と連通する内蓋水戻し穴と、前記球体で結露した水および前記蒸気通路から戻った水を該内蓋水戻し穴に向かって導き集中させる傾斜部を有し、
前記内蓋水戻し穴には前記内釜内部の圧力が大気圧より高いときは塞がれ、大気圧より低いときは開放する弁を設け、
さらに、前記内蓋の下面には前記内蓋水戻し穴からの水を受ける水受け皿を設け、
該水受け皿には前記内釜内部と連通する穴を設けたことを特徴とする炊飯器。