JP6249855B2 - 炊飯器 - Google Patents

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Description

本発明は、蒸気回収タンクを備えた炊飯器に関するものである。
従来、蒸気を回収するタンクを備えた炊飯器は、蒸気回収タンクに光の受光量及び透過率が変化する反射透過部と、反射透過部に向けて光を発光する発光手段とを設け、光量に応じた信号を出力する受光手段の水位による出力変化から水位を検出している(例えば、特許文献1参照)。
特許第5153663号公報(要約、図1)
特許文献1に記載の炊飯器では、反射透過部の反射率や透過率が重要であるため、反射透過部に透過率の高い高価な樹脂材を使用しなければならなかった。また、反射透過部が傷付いたり、反射透過部に汚れなどが付着して反射量や透過率が変化した場合には、水位の検出精度が低下することがある。
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、蒸気回収タンクの水位検出を、汚れや傷などによっても精度が変わることなく検出できる炊飯器を得ることを目的とする。
本発明に係る炊飯器は、上部に開口を有する本体と、本体に開口から出し入れ自在に収容される内釜と、本体に設けられ、本体内に収容された内釜を加熱する加熱手段と、加熱手段を制御する制御手段と、本体に着脱自在に設けられた蒸気回収タンクと、蒸気回収タンクの側壁内に蒸気回収タンクの深さ方向に設けられた水位検出手段とを備え、水位検出手段は、複数の一対の電極で構成され、複数の一対の電極は、蒸気回収タンクの深さ方向において対毎に異なる位置に配置されており、制御手段は、複数の一対の電極のそれぞれの一対の電極間の導電率から蒸気回収タンク内の水位を検知する。
本発明によれば、蒸気回収タンクの側壁内に深さ方向に水位検出手段を埋め込んでいる。このため、蒸気回収タンクに傷が付いたり、蒸気回収タンクが汚れたとしても、水位検出手段による検出精度が下がることなく、容易に蒸気回収タンク内の水位を検知できる。
実施の形態1に係る炊飯器の外観を模式的に示す側面図。 図1の蒸気回収タンク及び本体を透過して示す斜視図。 図2の蒸気回収タンクに配置されたサーミスタを矢視A−A方向から見て示す縦断面図。 図2の蒸気回収タンクに配置されたサーミスタと水位との関係を模式的に示す図。 実施の形態1におけるサーミスタの電源系及び通信系のブロック図。 実施の形態2を示す電極の配置例の斜視図。 図6の電極と水位の関係を模式的に示す図。 図6の電極に対して水位が傾いた状態を模式的に示す図。 実施の形態2の変形例を示す電極と水位との関係を模式的に示す図。 実施の形態3における電極と水位との関係を模式的に示す図。 実施の形態3の変形例を示す電極と水位との関係を模式的に示す図。 実施の形態4における電極及びサーミスタと水位との関係を模式的に示す図。 実施の形態4の変形例を示す電極及びサーミスタと水位との関係を模式的に示す図。 実施の形態5に係る炊飯器の外観を模式的に示す側面図。 図14の蒸気回収タンク及び本体を透過して示す斜視図。 実施の形態5におけるサーミスタの電源系及び通信系のブロック図。 実施の形態6に係る炊飯器の外観を模式的に示す側面図。
実施の形態1.
図1は実施の形態1に係る炊飯器の外観を模式的に示す側面図、図2は図1の蒸気回収タンク及び本体を透過して示す斜視図、図3は図2の蒸気回収タンクに配置されたサーミスタを矢視A−A方向から見て示す縦断面図、図4は図2の蒸気回収タンクに配置されたサーミスタと水位との関係を模式的に示す図、図5は実施の形態1におけるサーミスタの電源系及び通信系のブロック図である。
実施の形態1における炊飯器100は、上部に開口を有する本体1と、本体1の上部を開閉自在に覆う蓋体2と、本体1内に開口から出し入れ自在に収容される内釜と、本体1の前面であって、本体1に一体形成された台座部4に取り外し自在に取り付けられた蒸気回収タンク3とを備えている。本体1の内部には、内釜を加熱する加熱コイル(図示せず)が設けられている。蒸気回収タンク3は、例えば、合成樹脂からなり、外側と内側の2重構造になっている。
蒸気回収タンク3の下部には、基板5が埋め込まれている。この基板5の上面には受電用制御部24などが実装され、基板5の下面には受電コイルAが実装されている。受電コイルAは、蒸気回収タンク3が本体1の台座部4に取り付けられた際に、台座部4内に設置された基板7上の給電用コイルCと対向するように配置されている。
蒸気回収タンク3の上部には、基板6が埋め込まれている。この基板6の上面には通信コイルBが実装され、基板6の下面には制御部25、送受信部26などが実装されている。通信コイルBは、蓋体2が閉じられた際に、蓋体2内に設置された基板上の通信コイルと対向するように配置されている。基板5と基板6とは、電源供給用の銅箔60によって接続されている。
蒸気回収タンク3の奥の側壁には、例えば蒸気回収タンク3の深さ方向に4つのサーミスタ10a、10b、10c、10dが埋め込まれている。このサーミスタ10a〜10dは、抵抗体及びリード線である銅箔60aが例えば蒸気回収タンク3を構成する内側の合成樹脂に一体成形されており、この状態で外側の合成樹脂により覆われている。各サーミスタ10a〜10dからの銅箔60aは、基板6と接続されている。サーミスタ10a〜10dは、図3に示すように、蒸気回収タンク3の内側(水側)に一面が露出するように埋め込まれた金属片11に接触している。これは、サーミスタ10a〜10dの感度を上げるためである。前述した電源供給用の銅箔60は、前記と同様に、蒸気回収タンク3の内側の合成樹脂に一体成形されている。前述した基板5、6は、蒸気回収タンク3の内側の合成樹脂に嵌め込まれて、外側の合成樹脂により覆われている。
図4に示すように、各サーミスタ10a〜10dのうち、サーミスタ10aは、上限水位Hより高い位置に設置されている。サーミスタ10bは、上限水位Hよりも低く下限水位Lより上に設置され、サーミスタ10cは、サーミスタ10bよりも低く下限水位Lより上に設置されている。サーミスタ10dは、下限水位Lよりも低い位置に設置されている。サーミスタ10aは、各サーミスタ10b、10c、10dとの温度差を算出するための基準用として使用される。つまり、サーミスタ10aは、蒸気回収タンク3内の空気の温度を検出する。
ここで、サーミスタ10a〜10dに給電する電源系及びサーミスタ10a〜10dによりそれぞれ検出された温度情報(検出情報)を送信する通信系の構成について、図5を用いて説明する。
図5は実施の形態1におけるサーミスタの電源系及び通信系のブロック図である。
例えば操作部の操作に基づく制御を加熱コイルの制御回路に指示する制御手段の制御部21、給電用制御部22、送受信部23などは蓋体2内に設置された基板に実装されており、給電コイルCは、別途に用意された基板に実装されている。この給電コイルCは、蓋体2が閉じられたときに、受電コイルAと対向するように配置されている。
前述の制御部21(例えばマイコン)、給電用制御部22、送受信部23は、炊飯開始の際に、動作に必要な電源20が印加される。給電用制御部22は、交流電圧を給電コイルCに供給して電磁誘導により、受電コイルAに誘導起電力(電圧)を発生させる。制御部21は、一定時間毎に、サーミスタ10a〜10dにより検出された温度情報を読み込むための読込指令信号を送受信部23に送信する。送受信部23は、読込指令信号が入力されたときに、通信コイルDに交流電圧を供給して電磁誘導により、通信コイルBに誘導起電力(電圧)を発生させる。
受電用制御部24は、受電コイルAに発生した誘導起電力を直流に変換し、送受信部26及び制御部25に、動作に必要な直流電圧を供給すると共に、サーミスタ10a〜10dに直流電圧(例えば、5V)を供給する。送受信部26は、通信コイルBに発生した誘導起電力を直流に変換し、これを読込指令信号として制御部25に入力する。制御部25は、読込指令信号が入力されたときに、サーミスタ10a〜10dにより検出された各温度情報を、送受信部26、通信コイルB、D及び送受信部23を介して制御部21に入力する。なお、送受信部26、通信コイルB、D及び送受信部23により通信手段が構成されている。
制御部21は、炊飯開始の際に、各サーミスタ10a〜10dにより検出された温度情報を読み込んで、サーミスタ10aの検出温度(温度情報)とサーミスタ10bの検出温度とを比較し、サーミスタ10aの検出温度とサーミスタ10cの検出温度とを比較し、さらに、サーミスタ10aの検出温度とサーミスタ10dの検出温度とを比較して、蒸気回収タンク3内の水位を判定する。
例えば、制御部21は、サーミスタ10aの検出温度がサーミスタ10bの検出温度よりも高いときには、水が上限水位Hまで達していると検知する。また、制御部21は、サーミスタ10aの検出温度がサーミスタ10cの検出温度よりも高いときには、水が上限水位Hと下限水位Lとの間と検知する。さらに、制御部21は、サーミスタ10aの検出温度がサーミスタ10dの検出温度よりも高いときには、水が下限水位Lよりも低いと検知する。制御部21は、水が上限水位Hまで達しているときにはその旨を報知し、水が下限水位Lよりも低いときにはその旨を報知する。
以上のように実施の形態1によれば、蒸気回収タンク3の側壁内に深さ方向にサーミスタ10a〜10dを埋め込んでいる。このため、蒸気回収タンク3に傷がついたり、蒸気回収タンク3が汚れたとしても、サーミスタ10a〜10dの検出精度が下がることなく、容易に蒸気回収タンク3内の水位を検知できる。
また、水位検知にサーミスタ10a〜10dを用いているので、蒸気回収タンク3の水温も検知できる。このため、蒸気回収タンク3の水温が高温のときには、高温注意を促すことができる。
なお、実施の形態1では、蒸気回収タンク3の深さ方向に4つのサーミスタ10b〜10dを配置して、蒸気回収タンク3内の水位を検知するようにしたが、サーミスタの数は限定されるものではない。
実施の形態2.
実施の形態2は、電極で蒸気回収タンク3内の水位を検知するようにしたものである。
図7は図6の電極と水位の関係を模式的に示す図、図8は図6の電極に対して水位が傾いた状態を模式的に示す図である。なお、実施の形態1と同様の部分には同じ符号を付している。
実施の形態2においては、電極40a・40b、電極41a・41b、電極42a・42b、及び電極43a・43bをそれぞれ一対として、蒸気回収タンク3の深さ方向に配置されている。この電極40a・40b、41a・41b、42a・42b、43a・43bは、一面が蒸気回収タンク3の内側(水側)に露出するように埋め込まれている。電極40a・40b、41a・41b、42a・42b、43a・43bに接続されたリード線の銅箔60bは、前述したように、蒸気回収タンク3を構成する内側の合成樹脂に一体成形されており、この状態で外側の合成樹脂により覆われている。その銅箔60bは、基板6と接続されている。
図7に示すように、電極40a・40b、電極41a・41b、電極42a・42b、及び電極43a・43bのうち、電極40a・40bは、上限水位Hより高い位置に設置されている。電極41a・41bは、上限水位Hよりも低く下限水位Lより上に設置され、電極42a・42bは、電極41a・41bよりも低く下限水位Lより上に設置されている。電極43a・43bは、下限水位Lよりも低い位置に設置されている。電極40a・40bは、電極41a・41b間、電極42a・42b間、及び電極43a・43b間との導電率の差を算出するための基準用として使用されている。つまり、電極40a・40bは、蒸気回収タンク3内の空気の導電率を算出するために設けられている。なお、電極40a・40b、41a・41b、42a・42b、43a・43bに給電する電源系及び電極40a・40b、41a・41b、42a・42b、43a・43bにより検出された水位を送信する通信系の構成については、図4に示す実施の形態1と同様である。
実施の形態2における制御部21は、炊飯開始の際に、電極40a・40b間、電極41a・41b間、電極42a・42b間、及び電極43a・43b間に流れる電流を読み込んでそれぞれ導電率を算出する。そして、制御部21は、電極40a・40b間の導電率が電極41a・41b間の導電率よりも低いときには、水が上限水位Hまで達していると検知する。また、制御部21は、電極40a・40b間の導電率が電極41a・41b間の導電率と同じで、かつ電極40a・40b間の導電率が電極42a・42b間の導電率よりも低いときには、水が上限水位Hと下限水位Lとの間と検知する。さらに、制御部21は、電極40a・40b間の導電率が電極43a・43b間の導電率よりも低いときには、水が下限水位Lよりも低いと検知する。
また、制御部21は、図8に示すように、電極41a・41b間の導電率が電極40a・40b間の導電率よりも低く、電極41a・41b間の導電率が電極42a・42b間の導電率よりも高いときには、水面Wが傾いている、即ち炊飯器100が傾いているとして、警告を報知し、この状態が一定時間継続されたときには、炊飯を停止させる。
以上のように実施の形態2によれば、蒸気回収タンク3の側壁内に深さ方向に電極を埋め込んでいる。このため、蒸気回収タンク3に傷がついたり、蒸気回収タンク3が汚れたとしても、電極の検出精度が下がることなく、容易に蒸気回収タンク3内の水位を検知できる。
また、予約炊飯などの長時間放置されて、蒸気回収タンク3内の空気温度と水温との温度差が少なくなったとしても、蒸気回収タンク3内の水位を高い精度で検知することができる。
なお、実施の形態2では、蒸気回収タンク3の深さ方向に電極40a・40b、電極41a・41b、電極42a・42b、及び電極43a・43bをそれぞれ配置したことを述べたが、図9に示すように、電極40b、41b、42b、43bに代えて、1枚の電極50でも良い。
図9は実施の形態2の変形例を示す電極と水位との関係を模式的に示す図である。なお、実施の形態1、2と同様の部分には同じ符号を付している。
この変形例では、例えば、正極側の電極40を上限水位Hより高い位置に設置し、正極側の電極41を上限水位Hよりも低く下限水位Lより上に設置し、正極側の電極42を電極41よりも低く下限水位Lより上に設置し、正極側の電極43を下限水位Lよりも低い位置に設置している。また、電極50を負極側として、最上の電極40から最下の電極43に跨がる長さを有している。なお、電極40a、41a、42a及び43aを負極側としても良い。
このように、片側を1枚の電極としているので、実施の形態2と比べ、蒸気回収タンク3への電極の埋込が作業が簡素化される。
実施の形態3.
実施の形態3は、1枚の電極から蒸気回収タンク3内の水位を検知するようにしたものである。
図10は実施の形態3における電極と水位との関係を模式的に示す図である。なお、実施の形態1、2と同様の部分には同じ符号を付している。
実施の形態3においては、電極50は、上限水位Hから下限水位Lに跨がる長さを有している。この電極50の一面は、前述したように、蒸気回収タンク3の内側(水側)に露出するように埋め込まれている。電極50に接続されたリード線の銅箔(図示せず)は、前述したように、蒸気回収タンク3を構成する内側の合成樹脂に一体成形されており、この状態で外側の合成樹脂により覆われている。その銅箔は、基板6と接続されている。
実施の形態3における制御部21には、電極50に対する静電容量の上限閾値及び下限閾値が設定されている。上限閾値は蒸気回収タンク3内の上限水位Hに対応しており、下限閾値は下限水位Lに対応している。つまり、制御部21は、蒸気回収タンク3内の水位の上昇に伴い静電容量が上限閾値に達すると、蒸気回収タンク3内の水が上限水位Hに達したと検知する。また、制御部21は、蒸気回収タンク3内の水位の下降に伴い静電容量が下限閾値まで低下すると、蒸気回収タンク3内の水が下限水位Lに達したと検知する。
以上のように実施の形態3によれば、1枚の電極50で蒸気回収タンク3内の水位を検知できるようにしているので、水位検出の位置が多い場合や、蒸気回収タンク3の形状などによる制約を受けにくい。
なお、実施の形態3では、1枚の電極50で蒸気回収タンク3内の水位を検知するようにしたが、例えば図11に示すように、3枚の電極で蒸気回収タンク3内の水位を検知するようにしても良い。
図11は実施の形態3の変形例を示す電極と水位との関係を模式的に示す図である。なお、実施の形態1、2と同様の部分には同じ符号を付している。
図中に示す3枚の電極50、51、52の各一面は、前述したように、蒸気回収タンク3の内側(水側)に露出するように埋め込まれている。電極50、51、52にそれぞれ接続されたリード線の銅箔(図示せず)は、前述したように、蒸気回収タンク3を構成する内側の合成樹脂に一体成形されており、この状態で外側の合成樹脂により覆われている。その銅箔は、基板6と接続されている。
この変形例における制御部21は、電極50のみの静電容量が上限閾値に達したときには、水が上限水位Hと下限水位Lとの間であると検知し、制御部21は、電極50、51の静電容量が共に上限閾値に達したときには、水が上限水位Hよりも低いと検知する。また、制御部21は、電極50、51、52の静電容量の全てが上限閾値に達したときには、水が上限水位Hに達していることを検知する。また、制御部21は、電極52のみの静電容量が下限閾値まで低下したときには、水が下限水位Lに達していると検知する。
このように、3枚の電極50、51、52で蒸気回収タンク3内の水位を検知できるようにしているので、水位検出の位置をより細かく設定できる。
実施の形態4.
実施の形態4は、実施の形態1と実施の形態2とを組み合わせたものである。
図12は実施の形態4における電極及びサーミスタと水位との関係を模式的に示す図である。
実施の形態4においては、蒸気回収タンク3の深さ方向に4つのサーミスタ10a、10b、10c、10dが埋め込まれており、また、4つのサーミスタ10a、10b、10c、10dと同じレベルに、電極40a・40b、電極41a・41b、電極42a・42b、及び電極43a・43bがそれぞれ蒸気回収タンク3の深さ方向に埋め込まれている。
このように構成した場合、サーミスタ10a、10b、10c、10dで蒸気回収タンク3内の水位が検知できなかったときに、電極40a・40b、電極41a・41b、電極42a・42b、及び電極43a・43bを用いて、蒸気回収タンク3内の水位を検知することができる。サーミスタ10a、10b、10c、10dで蒸気回収タンク3内の水位が検知できない状況として、予約炊飯などの長時間放置された場合である。つまり、長時間の放置により、蒸気回収タンク3内の水温と空気温度とが馴染んで温度差が殆どなくなるので、予約炊飯のときには、電極40a・40b、電極41a・41b、電極42a・42b、及び電極43a・43bを用い、予約炊飯以外のときには、サーミスタ10a、10b、10c、10dを用いて、蒸気回収タンク3内の水位が検知することができる。
なお、実施の形態4では、予約炊飯以外のときに、サーミスタ10a、10b、10c、10dを用いて、蒸気回収タンク3内の水位を検知するようにしたが、図13に示すようにサーミスタを1つとしても良い。
図13は実施の形態4の変形例を示す電極及びサーミスタと水位との関係を模式的に示す図である。なお、実施の形態1、2と同様の部分には同じ符号を付している。
そのサーミスタ10により、蒸気回収タンク3内の水温を検知し、その水温が高温のときに、高温注意を報知するようにする。この処理は、前述の制御部21によって行われる。この構成により、安全性が向上する。
実施の形態5.
図14は実施の形態5に係る炊飯器の外観を模式的に示す側面図、図15は図14の蒸気回収タンク及び本体を透過して示す斜視図、図16は実施の形態5におけるサーミスタの電源系及び通信系のブロック図である。なお、実施の形態1と同様の部分には同じ符号を付している。
実施の形態5においては、蒸気回収タンク3の下部に基板5が埋め込まれている。この基板5の上面には受電用制御部24、制御部25、送受信部26などが実装され、基板5の下面には受電と通信の兼用コイルAが実装されている。兼用コイルAは、蒸気回収タンク3が本体1の台座部4に取り付けられた際に、台座部4内に設置された基板7上の兼用コイルCと対向するように配置されている。制御部25に4つのサーミスタ10a、10b、10c、10dが接続されている。
実施の形態5における制御部30は、まず、一定時間、兼用コイルC、Aの電磁結合を行って、受電用制御部24を介して制御部25に電源を供給する。一定時間経過後に、サーミスタ10a、10b、10c、10dにより検出された温度情報を送受信部26を介して兼用コイルA、Cの電磁結合により送受信部31に送信して制御部30に入力する。これを一定時間毎に繰り返し行う。
なお、本実施の形態では、制御部25に4つのサーミスタ10a、10b、10c、10dが接続されているが、これに限定されるものではない。図6に示すように、電極40a・40b、電極41a・41b、電極42a・42b、及び電極43a・43bが制御部25に接続されても良いし、図9に示すように、電極40b、41b、42b、43bと電極50とが制御部25に接続されても良い。また、図10及び図11に示すように、1枚の電極50あるいは3枚の電極50、51、52が制御部25に接続されても良い。また、図12に示すように、電極40a・40b、電極41a・41b、電極42a・42b、及び電極43a・43bと4つのサーミスタ10a、10b、10c、10dとが制御部25に接続されても良いし、図13に示すように、電極40a・40b、電極41a・41b、電極42a・42b、及び電極43a・43bと1つのサーミスタ10とが制御部25に接続されても良い。
実施の形態5においては、電源供給と通信を兼用コイルC、Aで行うようにしているので、蒸気回収タンク3及び本体1の台座部4の回路構成が簡素化される。
実施の形態6.
図17は実施の形態6に係る炊飯器の外観を模式的に示す側面図である。なお、実施の形態1と同様の部分には同じ符号を付している。
実施の形態6においては、蒸気回収タンク3の背面側の側壁の上角部に、後方に突出する突起部3aの下面に接続端子70が設けられている。また、本体1の蒸気回収タンク3側の面の上角部に突起部3aが係合する切欠部1aの上面に接続端子71が設けられている。接続端子70、1aの接続により、例えば4つのサーミスタ10a、10b、10c、10dに電源が供給され、4つのサーミスタ10a、10b、10c、10dにより検出された温度情報が送られる。
実施の形態6においては、前述した実施の形態1−5と比べ、より回路構成が簡素化され、また、安価な蒸気回収タンク3のコストダウンを図ることができる。
なお、実施の形態1−6では、水位検出手段(サーミスタ、電極)を蒸気回収タンク3の側壁に埋め込むようにしたが、水位検出手段を蒸気回収タンク3の内面にシール状のフィルムで貼り付けるようにしても良い。
1 本体、1a 切欠部、2 蓋体、3 蒸気回収タンク、3a 突起部、4 台座部、5、6、7、8 基板、10、10a、10b、10c、10d サーミスタ、11 金属片、20 電源、21 制御部、22 給電用制御部、23 送受信部、24 受電用制御部、25 制御部、26 送受信部、30 制御部、40a、41a、42a、43a 電極、40b、41b、42b、43b 電極、40、41、42、43 電極、50、51、52 電極、60、60a、60b 銅箔、70、71 接続端子、100 炊飯器、A 受電コイル(兼用コイル)、B 釜コイル、C 給電コイル(兼用コイル)、D 蓋コイル。

Claims (2)

  1. 上部に開口を有する本体と、
    前記本体に前記開口から出し入れ自在に収容される内釜と、
    前記本体に設けられ、当該本体内に収容された前記内釜を加熱する加熱手段と、
    前記加熱手段を制御する制御手段と、
    前記本体に着脱自在に設けられた蒸気回収タンクと、
    前記蒸気回収タンクの側壁内に当該蒸気回収タンクの深さ方向に設けられた水位検出手段とを備え
    前記水位検出手段は、複数の一対の電極で構成され、
    前記複数の一対の電極は、前記蒸気回収タンクの深さ方向において対毎に異なる位置に配置されており、
    前記制御手段は、前記複数の一対の電極のそれぞれの一対の電極間の導電率から前記蒸気回収タンク内の水位を検知することを特徴とする炊飯器。
  2. 前記水位検出手段の検出情報は、通信手段により前記制御手段に送られることを特徴とする請求項に記載の炊飯器。
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