JP6881113B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

この発明は、炊飯器に関するものである。

鍋と、鍋を加熱する鍋加熱手段と、鍋の開口部を覆う蓋と、水タンク及び電磁誘導加熱式水タンク加熱手段を有する蒸気発生手段と、を備え、浸水工程及び蒸らし工程において鍋の開口部から鍋内に蒸気を投入することにより鍋内を均一かつ乾燥を防止した加熱を行う炊飯器であって、さらに炊き上げ工程の沸騰状態が維持されている間においても鍋内に蒸気を投入するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１４４３１２号公報

しかしながら、特許文献１に示される炊飯器のように、鍋内を均一かつ乾燥を防止した加熱を行うための蒸気を、米から溶出したでんぷんを含む液体であるいわゆる「おねば」によって生成された泡に当てても、おねばは粘性が高く泡も丈夫であるため、おねばの泡を効果的に破壊することができない。このため、次々と生成されたおねばの泡が維持され、吹きこぼれが発生してしまう。そして、吹きこぼれを防止するためには、沸騰の途中で火力を落として加熱せざるを得ず、米飯の美味しさが損なわれてしまう。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものである。その目的は、被加熱物の沸騰中における吹きこぼれを防止しつつ、被加熱物の沸騰中に大火力での加熱を継続することができる炊飯器を得ることにある。

この発明に係る炊飯器は、被加熱物を収容する鍋状容器と、前記鍋状容器を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の加熱によって前記鍋状容器内の被加熱物の上に生成された泡状体に向けて液相の水を供給する給水手段と、を備える。

または、この発明に係る炊飯器は、被加熱物を収容する鍋状容器と、電力の供給を受けて前記鍋状容器を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の加熱によって前記鍋状容器内の被加熱物が沸騰温度に達した後、前記加熱手段に供給される単位時間当たりの電力量が炊飯工程中で最大である時に、前記鍋状容器内に液相の水を供給する給水手段と、を備える。

この発明に係る食器洗浄機によれば、被加熱物の沸騰中における吹きこぼれを防止しつつ、被加熱物の沸騰中に大火力での加熱を継続することができるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る炊飯器の断面構造に制御系統の概略構成を併せて示す図である。 この発明の実施の形態１に係る炊飯器の炊飯工程における各部の温度、加熱コイルの投入電力及びポンプの通電状態の時系列変化を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る炊飯器の鍋状容器内の液面の一例を示す上面図である。 この発明の実施の形態１に係る炊飯器の給水エリアの一例を示す上面図である。 図３の液面と図４の給水エリアとの関係を示す上面図である。 比較例における鍋状容器内の液面と給水エリアとの関係を示す上面図である。 この発明の実施の形態１に係る炊飯器のスプレーパターンの一例を示す上面図である。 この発明の実施の形態１に係る炊飯器の鍋状容器内の液面に対するスプレーパターンの時間変化の一例を説明するための上面図である。 この発明の実施の形態１に係る炊飯器の鍋状容器内の液面に対するスプレーパターンの時間変化の一例を説明するための上面図である。 この発明の実施の形態１に係る炊飯器の鍋状容器内の液面に対するスプレーパターンの時間変化の一例を説明するための上面図である。 この発明の実施の形態１に係る炊飯器の鍋状容器内の液面が高い時の噴射角度の一例を示す部分断面図である。 この発明の実施の形態１に係る炊飯器の鍋状容器内の液面が中程度の高さの時の噴射角度の一例を示す部分断面図である。 この発明の実施の形態１に係る炊飯器の鍋状容器内の液面が低い時の噴射角度の一例を示す部分断面図である。 炊飯器の鍋状容器内の液面の高さに対する噴射角度が不適切な場合を説明するための部分断面図である。 この発明の実施の形態１に係る炊飯器の蒸気口と給水エリアとの関係を示す部分断面図である。 この発明の実施の形態１に係る炊飯器の蒸気口と給水エリアとの関係を示す上面図である。 比較例における炊飯器の蒸気口と給水エリアとの関係を示す部分断面図である。 比較例における炊飯器の蒸気口と給水エリアとの関係を示す上面図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

実施の形態１．
図１から図１８は、この発明の実施の形態１に係るものである。図１は炊飯器の断面構造に制御系統の概略構成を併せて示す図、図２は炊飯器の炊飯工程における各部の温度、加熱コイルの投入電力及びポンプの通電状態の時系列変化を示す図、図３は炊飯器の鍋状容器内の液面の一例を示す上面図、図４は炊飯器の給水エリアの一例を示す上面図、図５は図３の液面と図４の給水エリアとの関係を示す上面図、図６は比較例における鍋状容器内の液面と給水エリアとの関係を示す上面図、図７は炊飯器のスプレーパターンの一例を示す上面図、図８から図１０は炊飯器の鍋状容器内の液面に対するスプレーパターンの時間変化の一例を説明するための上面図である。

また、図１１は炊飯器の鍋状容器内の液面が高い時の噴射角度の一例を示す部分断面図、図１２は炊飯器の鍋状容器内の液面が中程度の高さの時の噴射角度の一例を示す部分断面図、図１３は炊飯器の鍋状容器内の液面が低い時の噴射角度の一例を示す部分断面図、図１４は炊飯器の鍋状容器内の液面の高さに対する噴射角度が不適切な場合を説明するための部分断面図、図１５は炊飯器の蒸気口と給水エリアとの関係を示す部分断面図、図１６は炊飯器の蒸気口と給水エリアとの関係を示す上面図、図１７は比較例における炊飯器の蒸気口と給水エリアとの関係を示す部分断面図、図１８は比較例における炊飯器の蒸気口と給水エリアとの関係を示す上面図である。

この発明の実施の形態１に係る炊飯器１００は、図１に示すように、鍋状容器１、本体１０、蓋体２０及び給水部３０を備えている。鍋状容器１は、被加熱物を収容する炊飯釜である。したがって、ここでの被加熱物は、主に米及び水等の食品である。本体１０は、炊飯器１００の主要構造部分である。鍋状容器１は、本体１０内に収容される。炊飯器１００は、被加熱物が収容された鍋状容器１を、本体１０の加熱コイル１２で加熱することによって、被加熱物から米飯を炊き上げる加熱調理器である。

蓋体２０は、本体１０の上面の開口部を開閉可能に本体１０に取り付けられている。蓋体２０は、本体１０の開口部を閉じると同時に、鍋状容器１の開口部も閉じる。給水部３０は、鍋状容器１内に水を供給するためのものである。ここでは、給水部３０は、本体１０に着脱可能に取り付けられる。

なお、図１では制御系統の一部の構成及び信号線が炊飯器１００の本体１０の外側に描かれているが、これは図示の便宜上のものである。実際には、これらの構成及び信号線も、炊飯器１００の本体１０又は蓋体２０の内部に備えられる。以下、炊飯器１００が備える各構成要素の詳細について順に説明する。

（鍋状容器１の構成）
鍋状容器１は、被加熱物を収容する有底円筒形状の容器である。鍋状容器１は、例えば、誘導加熱によって発熱する磁性体の金属を含む。ここでは、鍋状容器１は、フランジ部１ａを有している。フランジ部１ａは、鍋状容器１の上端部外周から外側に突出している。ただし、鍋状容器１の構造は、図示の例に限定されない。

（本体１０の構成）
本体１０は、その外観が有底筒状である。本体１０は、容器カバー１１、加熱コイル１２、鍋底温度センサ１３及びヒンジ部１４を備えている。また、本体１０の内部には、時間計測部１７及び制御部１８が備えられる。

容器カバー１１は、有底筒状に形成されている。容器カバー１１の内側には、鍋状容器１が着脱自在に収容される。容器カバー１１の底面中央には、孔部１１ａが形成されている。孔部１１ａの内側には、鍋底温度センサ１３が挿入されている。

鍋底温度センサ１３は、鍋状容器１の、ここでは特に底部の温度を検出する。鍋底温度センサ１３は、例えば、サーミスタで構成される。鍋底温度センサ１３は、ばね等の弾性手段によって上方に付勢されている。このため、鍋底温度センサ１３は、容器カバー１１に鍋状容器１が収容されると、鍋状容器１の底面に押し付けられて鍋状容器１の底面に接触する。鍋底温度センサ１３は、検知した鍋状容器１の温度に関する温度情報を検知信号として制御部１８に送る。このようにして、鍋底温度センサ１３は、鍋状容器１の温度を検出する温度検出手段を構成している。

容器カバー１１の底部には、加熱コイル１２が設けられている。加熱コイル１２は、孔部１１ａの周囲に円環状に配置されている。加熱コイル１２は、制御部１８の制御により通電されることで、鍋状容器１を誘導加熱する。この実施の形態１における加熱コイル１２は、鍋状容器１を加熱する加熱手段を構成している。特に、ここで示す例では、加熱コイル１２は、電力の供給を受けて鍋状容器１を加熱する加熱手段である。なお、鍋状容器１を加熱する加熱手段としては、加熱コイル１２に代えて、電気ヒーターであるシーズヒーター等の他の加熱手段を用いてもよい。

制御部１８は、炊飯器１００の動作全般を制御する。特に、制御部１８は、炊飯器１００の炊飯工程における炊飯動作を制御する。時間計測部１７は、制御部１８による炊飯動作の制御時等に必要な経過時間を計測する。時間計測部１７は、制御部１８の指示を受けて経過時間を計測し、計測した経過時間に関する時間情報を制御部１８に送る。

なお、制御部１８及び時間計測部１７の一方又は両方は、その機能を実現する制御回路のようなハードウェアで構成してもよい。また、制御部１８及び時間計測部１７の一方又は両方を、半導体メモリ等の記憶部に記憶されたソフトウェアプログラムと、このソフトウェアプログラムを実行するマイコン又はＣＰＵ（中央演算装置）のような演算装置とによって構成してもよい。

ヒンジ部１４は、本体１０の上部の一端側に設けられる。ヒンジ部１４は、蓋体２０が本体１０の開口部を開閉できるように蓋体２０を支持している。

（蓋体２０の構成）
蓋体２０は、外蓋２１及び内蓋２２を備えている。蓋体２０は、外蓋２１及び内蓋２２を有している。外蓋２１は、蓋体２０の上部及び側部を構成している。外蓋２１のヒンジ部１４とは反対側の側面には、開ボタン２５が設けられている。開ボタン２５を押すと、図示しないばねの力によりヒンジ部１４を中心に蓋体２０が開くようになっている。外蓋２１の上面には、操作表示部４２が設けられている。外蓋２１の内側（内蓋２２側）には、蓋ヒーター２４が取り付けられている。蓋ヒーター２４は、内蓋２２を加熱するためのものである。

内蓋２２は、例えば、ステンレス等の金属で構成されている。内蓋２２は、外蓋２１の本体１０側の面に係止材２３を介して取り付けられている。内蓋２２は、蓋体２０を閉じたときに外蓋２１より内側すなわち被加熱物の側に配置される。内蓋２２の周縁部には、蓋パッキン２２ａが取り付けられている。蓋パッキン２２ａは、シール材である。蓋パッキン２２ａは、蓋体２０が閉じられたときに、鍋状容器１の内側の上端部すなわち鍋状容器１のフランジ部１ａの内側の部分と密着し、鍋状容器１内を外部から密閉する。ここで、鍋状容器１内又は鍋状容器１の内部とは、蓋体２０が閉じられたときに鍋状容器１と内蓋２２とで囲まれる領域のことである。

内蓋２２には、内蓋蒸気口２２ｂが形成されている。蓋ヒーター２４には、蓋ヒーター蒸気口２４ａが形成されている。外蓋２１には、外蓋蒸気口２６が形成されている。これらの内蓋蒸気口２２ｂ、蓋ヒーター蒸気口２４ａ及び外蓋蒸気口２６は一続きになって、鍋状容器１の内部と外部とを連通している。このようにして、内蓋蒸気口２２ｂ、蓋ヒーター蒸気口２４ａ及び外蓋蒸気口２６は、鍋状容器１内で発生する蒸気を外部に排出するための蒸気口を構成している。

外蓋２１の内側（内蓋２２側）には、内部温度センサ４３が取り付けられている。内部温度センサ４３は、内蓋２２及び蓋ヒーター２４にそれぞれ形成された貫通孔内を通されるように配置されている。内部温度センサ４３は、鍋状容器１の内部空間温度すなわち鍋状容器１内の被加熱物の上方における温度を検知する。内部温度センサ４３は、例えば、サーミスタで構成される。内部温度センサ４３は、検知した鍋状容器１内の温度に関する温度情報を制御部１８に送る。

（給水部３０を含む給水手段の構成）
給水部３０は、水タンク３１、タンク蓋３２及びタンクカバー３３を有している。水タンク３１は、炊飯工程中に鍋状容器１内に供給するための水を貯留するためのものである。水タンク３１は、例えばプラスチックからなる。水タンク３１は、本体１０の前面側すなわちヒンジ部１４とは反対側に着脱可能に取り付けられている。水タンク３１の前面側と側面部は、タンクカバー３３により覆われている。水タンク３１の取付位置を本体１０の前面側とすることで、水タンク３１の本体１０への着脱を容易にできる。また、水タンク３１内の水を誤って本体１０内にこぼして本体１０に水を掛けてしまう可能性を低減できる。したがって、炊飯器１００の使い勝手を向上できる。

タンク蓋３２は、水タンク３１の上端の開口部に着脱可能に嵌め込まれる。タンク蓋３２には、タンク側コネクタ３４ａ及び連通管３２ｂが設けられている。タンク側コネクタ３４ａには、連通管３２ｂの上端が接続されている。連通管３２ｂは、タンク側コネクタ３４ａから水タンク３１の内部の下方に延びて配置されている。なお、タンク蓋３２には、図示しないタンク通気孔が形成されている。このタンク通気孔により、タンク蓋３２が取り付けられた水タンク３１の内部と外部とが通じた状態になる。

水タンク３１の底部には、水タンクヒーター１５及び水タンク温度センサ１６が設けられている。水タンクヒーター１５は、水タンク３１内に貯留されている水を加熱するためのものである。水タンクヒーター１５は、制御部１８の制御により通電されることで、水タンクヒーター１５と接着固定された図示しない金属板を加熱する。この金属板は、水タンク３１内の底面を構成している。したがって、加熱された金属板によって、水タンク３１内に貯留されている水を加熱することができる。なお、水タンクヒーター１５に代えて加熱コイル等の他の加熱手段を用いてもよい。

水タンク温度センサ１６は、水タンク３１内の水の温度を検知する。水タンク温度センサ１６は、例えば、サーミスタで構成される。水タンク温度センサ１６は前述の金属板に接触するよう配置される。水タンク温度センサ１６は、検知した水タンク３１の温度に関する温度情報を検知信号として制御部１８に送る。

蓋体２０の例えば外蓋２１には、タンク側給水経路４１ａ、ノズル側給水経路４１ｂ、ポンプ４４及びスプレーノズル４５が設けられている。また、外蓋２１には、蓋側コネクタ３４ｂが設けられている。蓋側コネクタ３４ｂは、蓋体２０が閉じた状態でタンク側コネクタ３４ａに接合する位置に配置されている。

蓋側コネクタ３４ｂには、タンク側給水経路４１ａの一端が接続されているタンク側給水経路４１ａの他端は、ポンプ４４の吸入側に接続されている。ポンプ４４は、例えばギアポンプである。ポンプ４４のモーターの回転動作は、制御部１８によって制御される。ポンプ４４の排出側には、ノズル側給水経路４１ｂの一端が接続されている。そして、ノズル側給水経路４１ｂの他端は、スプレーノズル４５が接続されている。

スプレーノズル４５は、外蓋２１の内蓋２２側に設置される。スプレーノズル４５は、内蓋２２と蓋ヒーター２４にそれぞれ設けられた孔に挿入され、鍋状容器１内に露出している。スプレーノズル４５はフルコーンタイプのスプレーを噴霧するノズルである。スプレーノズル４５は、鍋状容器１側の先端から鍋状容器１内に向けて略円錐型に微小な水粒子を噴霧できる。すなわち、スプレーノズル４５は、鍋状容器１内の被加熱物の液面の上方から液面に向けて液相の水を噴射する。

蓋体２０が閉じた状態では、蓋側コネクタ３４ｂとタンク側コネクタ３４ａとは、水密に接合する。開ボタン２５を押して蓋体２０が開くと、タンク側コネクタ３４ａと蓋側コネクタ３４ｂとは離れる。このため、蓋体２０が閉じられると、水タンク３１の連通管３２ｂからタンク側給水経路４１ａ、ポンプ４４及びノズル側給水経路４１ｂを介して、スプレーノズル４５までが通じた状態になる。

したがって、蓋体２０が閉じた状態で、ポンプ４４を動作させることにより、水タンク３１内の水は、連通管３２ｂを通って、タンク側コネクタ３４ａと蓋側コネクタ３４ｂを経由し、タンク側給水経路４１ａ、ポンプ４４、ノズル側給水経路４１ｂを順に通り、スプレーノズル４５から微小な水粒子として鍋状容器１内に供給される。

このようにして構成された、実施の形態１における給水部３０、蓋側コネクタ３４ｂ、タンク側給水経路４１ａ、ノズル側給水経路４１ｂ、ポンプ４４及びスプレーノズル４５は、鍋状容器１内に液相の水を供給する給水手段の一例である。このように構成された給水手段の給水量は、ポンプ４４のモーターの回転数が同じであれば、ポンプ４４に通電される通電時間の長さに比例する。

なお、給水手段の具体的な構成は、この例に限られない。他に例えば、炊飯器１００の外部の水道栓からスプレーノズル４５に水を送ることができるようにしてもよい。そして、水道栓とスプレーノズル４５との間の給水管に弁を設け、この弁の開度を調整することで、給水手段の給水量を変化させることができるようにしてもよい。

（操作表示部４２）
前述したように、外蓋２１の上面には操作表示部４２が設けられている。この操作表示部４２は、操作部と表示部とを備えている。操作部は、炊飯器１００の使用者が行う各種の指示の操作を受け付ける例えばスイッチ等を備えている。操作表示部４２の操作部でできる各種の指示には、具体的に例えば、炊飯の開始及び取り消し、炊飯される米の量（炊飯米量）の設定、予約設定等がある。操作表示部４２は、入力された各種指示を指示情報として制御部１８に送る。

また、操作表示部４２の表示部は、各種情報を表示する例えば液晶ディスプレイを備えている。表示部に表示する情報には、例えば、炊飯メニュー、時間、炊飯する米の量等が含まれる。炊飯メニューとは、例えば、標準炊飯か早炊き炊飯か、仕上がりはかためかやわらかめか、米の種類は白米炊飯か無洗米炊飯か等の選択結果を示すものである。表示部には、現在の調理工程、調理完了までの残り時間等を表示、音又は光等により報知する機能も備えられている。

（その他の構成）
本体１０には、炊飯器１００を運搬するための図示しないハンドルを設けてもよい。ハンドルは、例えば、本体１０の一端側と他端側の２箇所を繋ぐように設けられる。また、ハンドルは、本体１０の側面上部の略前後中央、すなわち、ヒンジ部１４の備えられる後部と給水部３０の設けられる前部の間の略中央において回転可能に軸支されるようにするとよい。この際のハンドルの回転軸は、ヒンジ部１４の回転軸と略平行となるようにすることが望ましい。このようにすることで、炊飯器１００の運搬者がハンドルを持って炊飯器１００を持ち上げると、ハンドルはその回転軸の略直上の位置まで回転し、運搬者はハンドルのみを持って炊飯器１００を運搬することが可能となる。

（炊飯工程における制御）
制御部１８は、操作表示部４２から受け取った指示情報に従って、炊飯メニュー及び炊飯米量等に適合した炊飯プログラムを実行して、炊飯器１００による炊飯工程を制御する。この炊飯工程においては、制御部１８は、鍋底温度センサ１３及び水タンク温度センサ１６から受け取った温度情報と、時間計測部１７から受け取った時間情報と、内部温度センサ４３から受け取った温度情報とに基づいて、加熱コイル１２に通電する高周波電流、並びに、水タンクヒーター１５及びポンプ４４に通電する電流を制御することで、指示された炊飯メニュー及び炊飯米量等に適合した炊飯が行われるようにする。

図２に示すのは、このように制御された炊飯工程における各部の温度変化と制御部１８による制御内容との関係である。炊飯工程は、予熱工程、昇温工程、沸騰維持工程及び蒸らし工程で構成される。ただし、予熱工程及び蒸らし工程は省略可能である。炊飯を開始すると、炊飯工程のうちの予熱工程が最初に実行される。

予熱工程は、米及び水を含む被加熱物を予熱する工程である。予熱工程では、鍋状容器１内の水を沸騰させる前の段階で、鍋状容器１を予め設定された温度で予め設定された時間だけ加熱する。そして、この加熱により、米の吸水を促進して甘味成分である糖及び旨味成分であるアミノ酸等の呈味成分を生成する。

昇温工程は、予熱工程の終了後に、鍋状容器１内の被加熱物が沸騰するまで鍋状容器１を加熱する工程である。

沸騰維持工程は、鍋状容器１内の水の沸騰を維持するように鍋状容器１を加熱し、米のでんぷんの糊化を促進する工程である。沸騰工程は、さらに３つの工程に分かれている。具体的には、沸騰工程では、強火工程、弱火工程及びドライアップ工程の３つの工程が、この順で行われる。強火工程は強い沸騰状態を維持する工程である。弱火工程は強火工程よりも弱い加熱で沸騰を維持する工程である。ドライアップ工程は弱火工程よりも強い加熱で鍋状容器１内の底部に残った余分な水分を蒸発させる工程である。

蒸らし工程とは、米を蒸らすように鍋状容器１を加熱する工程である。蒸らし工程では、米飯粒の中心におけるでんぷんまで十分に糊化させ、米飯粒内の水分の分布を均一化するように、鍋状容器１を加熱する。蒸らし工程が終わると炊飯工程は終了となる。

図２に示す「加熱コイルへの電力」は、加熱手段である加熱コイル１２に供給される単位時間当たりの電力量の大きさを示している。つまり、これは加熱手段による鍋状容器１の加熱の強さを表していると言える。同図に示すように、加熱コイル１２に供給される単位時間当たりの電力量は、昇温工程と、昇温工程から続く沸騰維持工程中の強火工程の２つの工程で、炊飯工程中において最大となる。

また、同図に示すように、鍋状容器１内の被加熱物の温度は、昇温工程の終了時に沸騰温度（ここでは、例えば１００℃）に達する。そして、被加熱物の温度は、沸騰維持工程中は沸騰温度に維持される。被加熱物の温度が沸騰温度になり被加熱物が沸騰すると、被加熱物の液中で気化した蒸気が泡となって浮き上がり、被加熱物の液面上に泡状体が生成される。

被加熱物には、いわゆる「おねば」が含まれる。おねばは、米から溶出したでんぷんを含む液体である。炊飯工程における沸騰維持工程中に被加熱物の上に生成される泡状体は、おねばでできている。おねばは粘性が高いため、おねばでできた泡状体は丈夫で消えにくい。このため、沸騰維持工程中に被加熱物の上に次々と生成されるおねばの泡が、既にある泡を下から押し上げることで泡状体の上端がせり上がっていく。そして、泡状体の上端が蓋体２０の蒸気口にまで達し、内蓋２２の内蓋蒸気口２２ｂを経由して、蒸気口の外にまで飛散すると吹きこぼれが発生してしまう。

この発明の実施の形態１に係る炊飯器１００においては、制御部１８は、沸騰維持工程の強火工程において、ポンプ４４に通電させる。したがって、強火工程中に、水タンク３１内の水がスプレーノズル４５から微小な水粒子として鍋状容器１内に供給される。すなわち、前述した給水手段は、加熱手段である加熱コイル１２の加熱によって鍋状容器１内の被加熱物が沸騰温度に達した後、加熱手段に供給される単位時間当たりの電力量が炊飯工程中で最大である時に、鍋状容器１内に液相の水を供給する。

前述したように、沸騰維持工程中の強火工程では、被加熱物の沸騰により被加熱物の上に泡状体が生成される。給水手段のスプレーノズル４５からは、略円錐型の範囲に微小な水粒子が噴霧される。したがって、前述した給水手段は、加熱手段である加熱コイル１２の加熱によって鍋状容器１内の被加熱物の上に生成された泡状体に向けて液相の水を供給する。

泡状体の中には水蒸気が入っている。泡状体の中の水蒸気が膨張すると泡状体は大きくなる。このため、鍋状容器１の内部空間温度が高いほど泡状体が膨らんで大きくなりやすく、吹きこぼれに繋がってしまう。また、内蓋蒸気口２２ｂ付近の温度が沸騰温度である１００℃付近の高温状態であると、内蓋蒸気口２２ｂ付近までせり上がった泡状体のサイズが小さくならないため、泡状体が蒸気口の外まで到達しやすく吹きこぼれやすい。特許文献１に示される炊飯器のように、鍋内を加熱するための高温の蒸気を泡状体に当てた場合、丈夫なおねばの泡状体を破壊できないばかりか、泡状体中の水蒸気を膨張させて吹きこぼれを促進してしまうおそれがある。

これに対し、この発明の実施の形態１に係る炊飯器１００が備える給水手段は、液相の水を供給することで丈夫なおねばの泡状体を確実に破壊することができ、被加熱物の沸騰中における吹きこぼれを防止しつつ、被加熱物の沸騰中に大火力での加熱を継続することが可能である。

図２に示すように、沸騰維持工程の開始時、被加熱物は沸騰温度に達する一方で、鍋状容器１内において被加熱物が存在しない空間の温度である内部空間温度は、沸騰維被加熱物の沸騰温度（以下、単に「沸騰温度」ともいう）にまだ達していない。沸騰維持工程の開始後、強火工程の途中で初めて鍋状容器１の内部空間温度が沸騰温度になる。前述したように、鍋状容器１の内部空間温度が高いほど泡状体が成長し吹きこぼれやすくなる。

図２中に矢印Ａで示す期間は、被加熱物温度が沸騰温度であり、かつ、鍋状容器１の内部空間温度も沸騰温度であって、なおかつ、加熱コイル１２の電力すなわち火力が最大である。この矢印Ａで示す期間は、沸騰が活発で、かつ、泡状体の成長が促進される条件が揃っているため、特に吹きこぼれが起こりやすい。この期間は、具体的には２〜５分ほどの長さである。

そこで、図２に示すように、この実施の形態１では、矢印Ａで示す期間の開始前に、制御部１８は、ポンプ４４への通電を開始させる。すなわち、給水手段は、鍋状容器１の内部空間温度が、被加熱物の沸騰温度以下の時に水の供給を開始する。このようにすることで、沸騰が活発で、かつ、泡状体の成長が促進される条件が揃う前に、泡の破壊を開始することができ、より確実に吹きこぼれを抑制することが可能である。

泡状体を破壊し、吹きこぼれを抑えるためだけであれば、鍋状容器１の内部空間の温度を下げたり、泡状体に冷水を当てたりする手段が効果的である。しかし、その場合は鍋状容器１内の米の温度まで下がり、米が受け取る熱エネルギー量が小さくなってしまうため、美味しい米飯が炊けなくなってしまう。

そこで、この発明の実施の形態１に係る炊飯器１００では、制御部１８は水タンクヒーター１５を制御して水タンク３１内の水を加熱し、スプレーノズル４５から鍋状容器１内へと熱水を供給する。すなわち、給水手段が供給する液相の水は、予め設定された温度以上の温度の熱水である。具体的には、給水手段が供給する液相の水の温度を、米の糊化温度以上で、かつ水の沸騰温度未満とする。米の糊化温度である６０℃未満の水を鍋状容器１内に供給すると米の糊化反応が充分に起こらない可能性がある。そこで、給水手段のスプレーノズル４５から供給する液相の水を６０℃以上の熱水とすることで、米の糊化反応が阻害されることを抑制できる。

また、鍋状容器１の内部空間はできるだけ高温状態を維持して米に熱エネルギーを与えつつも、泡状体を壊して減少させるためには、給水手段が供給する液相の水の温度は、なるべく高い方がよい。そこで、供給する水の温度を、沸騰直前の温度、例えば９０℃とすると、被加熱物の沸騰中における吹きこぼれを防止しつつ、美味しい米飯を炊くことができる。

なお、沸騰維持工程における鍋状容器１内の被加熱物は１００℃の米と、１００℃の水と、１００℃以上の水蒸気とが混在した状況となっている。スプレーノズル４５から供給する液相の水は、熱水とはいえ沸騰温度である１００℃よりは低い。そこで、供給する水を微小な粒子状として拡散させることで、より少ない給水量で被加熱物上の広い範囲の泡状体に水を当てて破壊できるとともに、液相の水の供給が鍋状容器１内の温度環境に与える影響を極力小さくすることが可能である。したがって、鍋状容器１内の米に多くの熱エネルギーを与え、美味しい米飯を炊くことができる。

給水手段が供給した水粒子で泡状体を破壊すると、次の泡が形成されて再びせり上がってくるまで、一定の時間を要する。そこで、この実施の形態１においては、図２に示すように、ポンプ４４に間欠的に通電し、スプレーノズル４５から間欠的に水粒子を噴霧している。すなわち、給水手段は、間欠的に水を供給する。このようにすることで、鍋状容器１内に連続的に水を供給する場合と比較して、総給水量を少なく抑えつつも、吹きこぼれ発生を抑制できる。したがって、液相の水の供給が鍋状容器１内の温度環境に与える影響をさらに小さくし、鍋状容器１内の米に多くの熱エネルギーを与えて美味しい米飯を炊くことができる。

間欠的な給水は、具体的に例えば、５秒間のうち１秒間ポンプ４４に通電する周期とする、すなわち、１秒間の通電と４秒間の通電遮断とを交互に繰り返す。このような間欠的な給水によって、充分に鍋状容器１内の泡状体を割ることができ、吹きこぼれを抑制可能である。また、数秒間に１、２秒だけポンプ４４に通電し水粒子を噴霧させる方法であれば、総給水量が約４０〜７０ｇで済む。

制御部１８は、水タンクヒーター１５による水タンク３１内の水の加熱を予熱工程又は昇温工程から開始させるとよい。水タンク３１内の水の加熱を沸騰維持工程（強火工程）から開始すると、加熱が間に合わず、水タンク３１内の水が前述の熱水の温度に到達する前に鍋状容器１内への水の供給を開始しなくてはならなくなる可能性がある。そこで、水タンク３１内の水の加熱を事前に予熱工程又は昇温工程から開始しておくことで、このような事態を回避できる。

（給水手段の給水エリア）
次に、図３から図１８を参照しながら、給水手段により鍋状容器１内に液相の水を供給する給水エリアについて説明する。前述したように、給水手段のスプレーノズル４５は、鍋状容器１内に向けて略円錐型に微小な水粒子を噴霧する。したがって、給水手段は、鍋状容器１内の被加熱物の液面上の一定範囲内に広がるように液相の水を落下させる。この給水手段が液相の水を落下させる、鍋状容器１内の被加熱物の液面上のエリアを、ここでは「給水エリア」と呼ぶ。すなわち、給水手段は、鍋状容器１内の被加熱物の液面上に設定される給水エリア内に広がるように液相の水を落下させる。

図３に示すのは、鍋状容器１内に入れられた被加熱物の液面の外形（以下、単に「液面」ともいう）の一例である。前述のように、鍋状容器１は有底円筒形状である。このため、液面は、図３に示すように、例えば半径Ｒ１の円形状になる。

給水手段のスプレーノズル４５は、鍋状容器１内に向けて略円錐型に微小な水粒子を噴霧する。このため、給水エリアは、図４に示すように、例えば半径Ｒ２の円形状になる。なお、給水エリアの半径Ｒ２は、半径Ｒ１以下となるように調整される。

スプレーノズル４５は、蓋体２０を閉じた状態で、炊飯器１００の前後左右方向において鍋状容器１の中心と同じ位置にスプレーノズル４５の中心がくるように配置されている。したがって、給水手段は、鍋状容器１内の被加熱物の液面における中心の直上から水を供給する。このため、図５に示すように、液面と給水エリアとは同心円状に重なる。

これに対し、スプレーノズル４５の中心が、鍋状容器１内の被加熱物の液面における中心の直上からずれている場合、図６に示す比較例のように、液面に対して給水エリアが偏り、給水エリアに含まれない液面の部分が広くなる。その結果、給水エリアに含まれない液面の部分で発生した泡状体が増大することで吹きこぼれの原因となってしまう可能性がある。

また、図６中に破線で示す円弧Ｂの部分では、液面上でなく鍋状容器１の内壁にも水粒子が噴霧される。鍋状容器１の内壁に噴霧された水は、この内壁を伝わって落下し、円弧Ｂの部分の液面に供給されることになる。したがって、円弧Ｂの部分付近の米は他の部分と比べて過剰な水が存在することになる。そして、円弧Ｂの部分付近だけ米飯が軟らかすぎる炊き上がりとなってしまう可能性がある。

このように、鍋状容器１内の被加熱物の液面における中心の直上から給水手段が水を供給することで、吹きこぼれ発生を抑制しやすくできるとともに、米飯を均一に炊き上げることが可能である。

給水エリアの面積は、鍋状容器１内の被加熱物の液面の面積の半分以上とするのがよい。給水エリアの面積を液面の面積の半分未満にした場合、被加熱物に投入する熱エネルギー量、すなわち、加熱コイル１２による加熱の強度によっては、給水による泡状体の破壊が泡状体の生成及び成長に追いつかなくなり、吹きこぼれてしまう可能性が高くなる。また、給水エリアの面積を液面の面積の半分未満にした場合、吹きこぼれを抑制するためにより多い水量を鍋状容器１内に供給することが必要になる。このため、水分過剰で軟らかくなり米飯の美味しさが損なわれてしまう場合がある。

このように、給水エリアの面積は、鍋状容器１内の被加熱物の液面の面積の半分以上とするのがよい。ただし、図５に示すように、給水エリアの半径Ｒ２を液面の半径Ｒ１と同等にし、給水エリアの面積が液面の面積と同等になるようにすることがより望ましい。このようにすることで、液面上に万遍なく水を落下させて泡状体を破壊し、より確実に吹きこぼれを抑制できる。

スプレーノズル４５のスプレーパターン、すなわち、スプレーノズル４５から噴射される水が液面上に落下する領域の形状は、円形状に限られず、他に例えば円環状でもよい。図７から図１０を参照しながら、スプレーノズル４５のスプレーパターンを円環状にした場合の給水エリアについて説明する。

図７に示すのは、ポンプ４４のモーターが回転数Ｓ１で動作した時のスプレーパターンの一例である。図７の例では、ポンプ４４のモーターの回転数Ｓ１の時、スプレーパターンは、外径Ｒ２、内径Ｒ３（Ｒ２＞Ｒ３）の円環状である。

図８から図１０は、回転数Ｓ１で図７のスプレーパターンとなるスプレーノズル４５によって、ポンプ４４のモーターが回転数を変化させた場合の液面とスプレーパターンとの関係を示すものである。図８は、ポンプ４４のモーターが回転数Ｓ３で動作した時の液面とスプレーパターンの一例である。図９は、ポンプ４４のモーターが回転数Ｓ２で動作した時の液面とスプレーパターンの一例である。図１０は、ポンプ４４のモーターが回転数Ｓ１で動作した時の液面とスプレーパターンの一例である。ここで、これらの回転数Ｓ１〜Ｓ３の大小関係は、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３である。

ポンプ４４のモーターの回転数が小さく、スプレーノズル４５に加わる水圧が小さくなると、スプレーノズル４５から噴出される水の飛距離が短くなり、スプレーパターンの円環が小さくなる。図８の例では、ポンプ４４のモーターの回転数Ｓ３の時、スプレーパターンは、円環状でなく、半径Ｒ５の円形状である。図９の例では、ポンプ４４のモーターの回転数Ｓ２の時、スプレーパターンは、外径Ｒ４の円環状である。そして、図１０の例は、ポンプ４４のモーターの回転数Ｓ１の時であり、図７と同じくスプレーパターンは、外径Ｒ２、内径Ｒ３の円環状である。これらの径Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５の大小関係は、Ｒ２＞Ｒ４＞Ｒ５である。

そこで、このような円環状のスプレーパターンとなるスプレーノズル４５の場合には、ポンプ４４のモーターの回転数をＳ３→Ｓ２→Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ２→・・・等とＳ３とＳ１との間で周期的に変化させることで、スプレーノズル４５からの水が落下する給水エリアを実質的に半径Ｒ２の円形状と同じにすることができる。

また、一般的なモーターの場合、停止した状態から回転を開始すると、不連続に目的の回転数（例えばＳ１）になるのではなく、目的の回転数になるまで連続的に回転数が増加する。逆に回転した状態から停止する時も、連続的に回転数が減少して停止する。このため、ポンプ４４に間欠的に通電し、すなわち、ポンプ４４への通電と通電遮断とを周期的に交互に繰り返すことで、モーターの回転数も増加と減少とを周期的に交互に繰り返す。したがって、ポンプ４４に間欠的に通電することによっても、円環状のスプレーパターンとなるスプレーノズル４５でもって、給水エリアを半径Ｒ２の円形状と実質的に同等にできる。

なお、スプレーノズル４５の先端を可動式にし、スプレーノズル４５から水を噴出する向きを変更できるようにしてもよい。このようにすることでも、液面上に万遍なく水を落下させて泡状体を破壊し、より確実に吹きこぼれを抑制できる。

スプレーノズル４５の噴射角度は、鍋状容器１内の被加熱物の量に応じて変化させてもよい。図１１から図１４を参照しながら、鍋状容器１内の被加熱物の量と、スプレーノズル４５の噴射角度との関係を説明する。

鍋状容器１内の被加熱物の量が変わると、鍋状容器１内の被加熱物の深さが変わるため、スプレーノズル４５と鍋状容器１内の被加熱物の液面との距離が変わる。図１１から図１４に示す「液面Ｈ」は、炊飯器１００の最大炊飯量に対応する被加熱物が鍋状容器１内に入っているときの液面の位置である。図１１から図１４に示す「液面Ｌ」は、炊飯器１００の最小炊飯量に対応する被加熱物が鍋状容器１内に入っているときの液面の位置である。図１１から図１４に示す「液面Ｍ」は、炊飯器１００の最大炊飯量と最小炊飯量の中間量に対応する被加熱物が鍋状容器１内に入っているときの液面の位置である。

スプレーノズル４５は液面の上方から円錐状に水を噴射するため、スプレーノズル４５と液面との距離が変化しても噴射角度が一定不変であると、スプレーノズル４５からの水が液面に落下する領域すなわち給水エリアが変化してしまう。しかしながら、前述したように、給水エリアの面積は、液面の面積と同等になるようにすることが望ましい。

そこで、被加熱物の液面が「液面Ｈ」であるとき、図１１に示すように、スプレーノズル４５の噴射角度をθＨにするとよい。また、被加熱物の液面が「液面Ｍ」であるとき、図１２に示すように、スプレーノズル４５の噴射角度をθＭにするとよい。そして、被加熱物の液面が「液面Ｌ」であるとき、図１３に示すように、スプレーノズル４５の噴射角度をθＬにするとよい。これらの図から分かるように、θＨ＞θＭ＞θＬである。

スプレーノズル４５の噴射角度は、スプレーノズル４５に加わる水圧に応じて変化する。そこで、制御部１８は、被加熱物の量が多いほどポンプ４４のモーター回転数が大きくなるように制御して、被加熱物の量が多いほど噴射角度が大きくなるようにするとよい。

なお、スプレーノズル４５の噴射角度を、液面よりも給水エリアが広くなるようにしても、液面全域に水を落下させることができる。しかしながら、例えば、図１４に示すように、液面Ｌの時に噴射角度θＭとすると、同図の破線で囲った斜線部分の範囲に噴射された水は、液面上でなく鍋状容器１の内壁に当たる。鍋状容器１の内壁に噴射された水は、この内壁を伝わって落下し、同図中の「鍋縁エリア」に供給されることになる。このため、「鍋縁エリア」の米は他の部分と比べて過剰な水が存在することになる。そして、「鍋縁エリア」だけ米飯が軟らかすぎる炊き上がりとなってしまう可能性がある。したがって、スプレーノズル４５の噴射角度を常に大きくするのではなく、鍋状容器１内の被加熱物の量に応じて変化させた方がよい。

また、給水エリアは、蓋体２０の蒸気口、特に内蓋蒸気口２２ｂの直下を少なくとも含むように設定するとよい。図１５から図１８を参照しながら、給水エリアと内蓋蒸気口２２ｂとの位置関係について説明する。図１５及び図１６に示すのは、この発明の実施の形態１に係る構成例である。図１７及び図１８に示すのは、比較例の構成である。

図１５及び図１６に示すように、この発明の実施の形態１に係る構成例では、内蓋蒸気口２２ｂの直下は、給水エリア内に含まれている。ここで、前述したように、泡状体が内蓋蒸気口２２ｂまで到達し、蒸気口の外にまで飛散すると吹きこぼれが発生する。内蓋蒸気口２２ｂの直下に水を供給することで、内蓋蒸気口２２ｂの直下の泡状体を消失させることができる。したがって、内蓋蒸気口２２ｂまで泡状体が到達することを抑制でき、吹きこぼれ発生を抑制することが可能である。

これに対し、図１７及び図１８に示す比較例では、内蓋蒸気口２２ｂを含む蓋体２０の蒸気口の位置が、この発明の実施の形態１と異なっている。すなわち、図１７及び図１８に示す比較例では、内蓋蒸気口２２ｂの直下は、給水エリアの外側である。この場合、内蓋蒸気口２２ｂの直下には水が供給されない。したがって、内蓋蒸気口２２ｂの直下の泡状体を消失させることができない。このため、内蓋蒸気口２２ｂまで泡状体が到達することを抑制できず、吹きこぼれ発生を抑制することができない。

このように、給水エリアが、蓋体２０の蒸気口、特に内蓋蒸気口２２ｂの直下を少なくとも含むように設定することで、吹きこぼれ発生を少ない給水量で効率的に抑制できる。

１ 鍋状容器
１ａ フランジ部
１０ 本体
１１ 容器カバー
１１ａ 孔部
１２ 加熱コイル
１３ 鍋底温度センサ
１４ ヒンジ部
１５ 水タンクヒーター
１６ 水タンク温度センサ
１７ 時間計測部
１８ 制御部
２０ 蓋体
２１ 外蓋
２２ 内蓋
２２ａ 蓋パッキン
２２ｂ 内蓋蒸気口
２３ 係止材
２４ 蓋ヒーター
２４ａ 蓋ヒーター蒸気口
２５ 開ボタン
２６ 外蓋蒸気口
３０ 給水部
３１ 水タンク
３２ タンク蓋
３２ｂ 連通管
３３ タンクカバー
３４ａ タンク側コネクタ
３４ｂ 蓋側コネクタ
４１ａ タンク側給水経路
４１ｂ ノズル側給水経路
４２ 操作表示部
４３ 内部温度センサ
４４ ポンプ
４５ スプレーノズル
１００ 炊飯器

Claims (9)

1. 被加熱物を収容する鍋状容器と、
   前記鍋状容器を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段の加熱によって前記鍋状容器内の被加熱物の上に生成された泡状体に向けて液相の水を供給する給水手段と、を備えた炊飯器。
2. 被加熱物を収容する鍋状容器と、
   電力の供給を受けて前記鍋状容器を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段の加熱によって前記鍋状容器内の被加熱物が沸騰温度に達した後、前記加熱手段に供給される単位時間当たりの電力量が炊飯工程中で最大である時に、前記鍋状容器内に液相の水を供給する給水手段と、を備えた炊飯器。
3. 前記給水手段は、前記鍋状容器内の被加熱物の液面上に設定される給水エリア内に広がるように液相の水を落下させ、
   前記給水エリアの面積は、前記鍋状容器内の被加熱物の液面の面積の半分以上である請求項１又は請求項２に記載の炊飯器。
4. 前記給水手段は、前記鍋状容器内の被加熱物の液面の上方から液面に向けて液相の水を噴射するノズルを備え、
   前記ノズルの噴射角度は、前記鍋状容器内の被加熱物の量に応じて変化する請求項３に記載の炊飯器。
5. 前記鍋状容器の開口部を覆う蓋をさらに備え、
   前記蓋には、前記被加熱物から発生する蒸気を排出する蒸気口が形成され、
   前記給水エリアは、前記蒸気口の直下を少なくとも含む請求項３又は請求項４に記載の炊飯器。
6. 前記給水手段は、前記鍋状容器内の被加熱物の液面における中心の直上から水を供給する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の炊飯器。
7. 前記給水手段は、前記鍋状容器の内部空間温度が、被加熱物の沸騰温度以下の時に水の供給を開始する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の炊飯器。
8. 前記給水手段が供給する液相の水の温度は、米の糊化温度以上水の沸騰温度未満である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の炊飯器。
9. 前記給水手段は、間欠的に水を供給する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の炊飯器。

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