炊飯器
【課題】省エネルギー化した炊飯器を提供する。
【解決手段】鍋２を収納する鍋収納部１ａが形成された略有底筒状の炊飯器本体１と、鍋２を加熱する鍋加熱手段５と、炊飯器本体１の開口部１ｆを覆う蓋本体３とを備え、蓋本体３には、鍋２の上層部を加熱する蓋加熱手段１１と、炊飯時に発生する水蒸気を外部に排気する蒸気経路１５と、蒸気経路１５内に配置され炊飯時に発生する水蒸気を水に相変化させる熱交換器１６と、熱交換器１６により凝縮された水を炊飯工程の沸騰時とむらし時に過熱水蒸気にする蒸気発生手段部１８と、熱交換器１６と蒸気発生手段部１８をつなぐ凝縮水経路２０とを設け、蒸気発生手段部１８に、鍋２内に過熱水蒸気を投入する蒸気投入孔２２を、蒸気経路１５に、炊飯中の鍋２内の圧力低減をはかるための排気孔１７をそれぞれ配設したもので、省エネで、おいしいご飯が炊ける炊飯器を提供できる。
【解決手段】鍋２を収納する鍋収納部１ａが形成された略有底筒状の炊飯器本体１と、鍋２を加熱する鍋加熱手段５と、炊飯器本体１の開口部１ｆを覆う蓋本体３とを備え、蓋本体３には、鍋２の上層部を加熱する蓋加熱手段１１と、炊飯時に発生する水蒸気を外部に排気する蒸気経路１５と、蒸気経路１５内に配置され炊飯時に発生する水蒸気を水に相変化させる熱交換器１６と、熱交換器１６により凝縮された水を炊飯工程の沸騰時とむらし時に過熱水蒸気にする蒸気発生手段部１８と、熱交換器１６と蒸気発生手段部１８をつなぐ凝縮水経路２０とを設け、蒸気発生手段部１８に、鍋２内に過熱水蒸気を投入する蒸気投入孔２２を、蒸気経路１５に、炊飯中の鍋２内の圧力低減をはかるための排気孔１７をそれぞれ配設したもので、省エネで、おいしいご飯が炊ける炊飯器を提供できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炊飯器に関するもので、特に、水蒸気を利用した炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の水蒸気を利用した炊飯器として、炊飯器に水貯水部と、その貯水を蒸気にする蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段により得られた水蒸気を加熱し、過熱水蒸気にする蒸気加熱手段を備え、前記過熱水蒸気を炊飯の熱源として利用するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２１３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に開示されたような従来の炊飯器においては、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、蒸気発生手段とを備え、前記蒸気発生手段が前記鍋の開口部から前記鍋内に蒸気を投入する構成である。この種の水の沸点以上の水蒸気を活用した炊飯器では、次述のような課題を解決し炊飯することができる。
【０００５】
一般の炊飯器では、炊飯の沸騰やそれ以降の炊飯工程で鍋内の水がほぼ無くなり、米の流動性も無くなる。前記工程では、底と蓋の加熱を継続して、米澱粉の糊化を促進させることが、美味しくご飯を炊くために必要であるが、前記工程で、加熱を継続すると鍋底のご飯が焦げたり、ご飯上層部が乾燥してしまう等の課題がある。
【０００６】
しかし、水蒸気を活用した炊飯器では、大気圧下の水の沸点（１００℃）以上の過熱水蒸気を、鍋の開口部上方から米に供給することにより、まず、蒸気が供給されるがゆえにご飯の乾燥を伴わない。しかも、１００℃以下の水蒸気補給では米粒表面に水が付着して含水率の高い水っぽいご飯になるが、１００℃以上の水蒸気なので、米澱粉の糊化を促進させる熱エネルギーがあり、炊飯性能を向上させることができるものである。
【０００７】
しかしながら、上記の構成にした場合、蒸気発生手段により、水を常温から１００℃に沸騰するために、多大な熱エネルギーが必要になる。そのため、炊飯を行う消費電力が、蒸気発生手段がない炊飯と比べ多大になり、省エネルギー化した炊飯器が顧客に提供できない課題がある。
【０００８】
また、炊飯においては、鍋内の水を１００℃にし沸騰させて調理を行うために、炊飯中に外気へ放出される水蒸気は約１００ｇにもなり、鍋を加熱する鍋加熱手段で使用する熱エネルギーのロスが発生する、という課題があった。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、炊飯中に発生する水蒸気を水に相変化させる熱交換器を配設し、炊飯中に発生する水蒸気の熱エネルギーを、炊飯工程の沸騰やむらし時に過熱水蒸気に変換して、熱源活用し、省エネルギー化をはかった炊飯器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、内部に鍋収納部が形成された略有底筒状の炊飯器本体と、前記鍋収納部に収納される鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記炊飯器本体の開口部を覆う蓋本体とを備え、前記蓋本体には、前記鍋の上層部を加熱する蓋加熱手段と、炊飯時に発生する水蒸気を外部に排気する蒸気経路と、前記蒸気経路内に配置され炊飯時に発生する水蒸気を水に相変化させる熱交換器と、前記熱交換器により凝縮された水を炊飯工程の沸騰時とむらし時に過熱水蒸気にする蒸気発生手段部と、前記熱交換器と前記蒸気発生手段部をつなぐ凝縮水経路とを設け、前記蒸気発生手段部に、前記鍋内に過熱水蒸気を投入する蒸気投入孔を、前記蒸気経路に、炊飯中の前記鍋内の圧力低減をはかるための排気孔をそれぞれ配設したもので、炊飯中に発生する水蒸気の熱エネルギーを、炊飯工程の沸騰やむらし時に過熱水蒸気に変換して、熱源活用し、ご飯の美味しさの向上をはかるとともに、省エネルギー化をはかった炊飯器を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の炊飯器によれば、蓋本体に配設した熱交換器により、炊飯中に発生する水蒸気を凝縮し、水に相変化させる。得られた凝縮水は、蓋本体に配設した蒸気発生手段部により、過熱水蒸気に変換し、炊飯中に発生する水蒸気の熱エネルギーを、炊飯のご飯のおいしさに必要な熱エネルギーとして活用する。よって、炊飯する熱エネルギーは、鍋を加熱する加熱手段と水蒸気による熱エネルギーの総和となり、ご飯の美味しさの向上をはかるとともに、水蒸気の熱エネルギーは、炊飯工程の沸騰及びむらし工程時に蓋加熱手段の動作時に、蒸気発生手段部に蓋加熱手段の熱エネルギーで水から過熱水蒸気にするために、炊飯時に余分な消費電力を使用せずに、炊飯を行うことができる。また、更なる効果として、炊飯中に発生する水蒸気を凝縮し水に相変化させるため、炊飯器から外気に放出する水蒸気の量の低減や完全に無くすことができ、炊飯器収納棚の結露防止や火傷などの危険性を配慮し、安全性の向上ができる炊飯器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における炊飯器の縦断面図
【図２】同炊飯器の炊飯工程における鍋の温度変化と加熱装置（鍋加熱手段及び蓋加熱手段）の駆動状態を示す図
【図３】本発明の実施の形態２における炊飯器の縦断面図
【図４】本発明の実施の形態３における炊飯器の縦断面図
【図５】同炊飯器の一部切欠き上面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、内部に鍋収納部が形成された略有底筒状の炊飯器本体と、前記鍋収納部に収納される鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記炊飯器本体の開口部を覆う蓋本体とを備え、前記蓋本体には、前記鍋の上層部を加熱する蓋加熱手段と、炊飯時に発生する水蒸気を外部に排気する蒸気経路と、前記蒸気経路内に配置され炊飯時に発生する水蒸気を水に相変化させる熱交換器と、前記熱交換器により凝縮された水を炊飯工程の沸騰時とむらし時に過熱水蒸気にする蒸気発生手段部と、前記熱交換器と前記蒸気発生手段部をつなぐ凝縮水経路とを設け、前記蒸気発生手段部に、前記鍋内に過熱水蒸気を投入する蒸気投入孔を、前記蒸気経路に、炊飯中の前記鍋内の圧力低減をはかるための排気孔をそれぞれ配設したもので、炊飯中に発生する水蒸気の熱エネルギーを、炊飯工程の沸騰やむらし時に過熱水蒸気に変換して、熱源活用し、ご飯の美味しさの向上をはかるとともに、省エネルギー化をはかった炊飯器を提供することができる。
【００１４】
第２の発明は、特に、第１の発明の熱交換器は、水を貯水するための貯水部を有し、炊飯中に発生する水蒸気を、前記貯水部に投入して水に凝縮し、前記貯水と炊飯中に得られ
た凝縮水を過熱水蒸気にし、前記過熱水蒸気を、炊飯時又は／及び保温時の熱源として活用するもので、第１の発明による効果に加え、炊飯中に発生する水蒸気は、外気に放出される前に、水に変化させるので、蒸気が発生しない。よって、火傷などの危険性を配慮し、安全性の向上ができる炊飯器を提供することができる。
【００１５】
第３の発明は、特に、第１の発明の熱交換器は、取り込んだ外気で水蒸気を冷気して水に凝縮し、前記凝縮水を、過熱水蒸気にし、前記過熱水蒸気を炊飯時又は／及び保温時の熱源として活用するもので、第１発明による効果に加え、炊飯中に発生する水蒸気を外気へ放出する量を低減することができるため、炊飯器を収納する収納棚に付着する水滴の量を減らし、腐食の防止を行うことができる炊飯器を提供することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における炊飯器の縦断面図、図２は、同炊飯器の炊飯工程における鍋の温度変化と加熱装置（鍋加熱手段及び蓋加熱手段）の駆動状態を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態にかかる炊飯器は、内部に鍋収納部１ａが形成された略有底筒状の炊飯器本体１と、鍋収納部１ａに収納される鍋２と、炊飯器本体１の開口部１ｆを開閉可能に炊飯器本体１に取り付けられた蓋本体３と、蓋本体３の内側（鍋２の開口部２ａを覆う側）に着脱自在に取り付けられて、鍋２の開口部２ａを密閉可能な略円盤状の内蓋４と、鍋２を加熱（誘導加熱）する鍋加熱手段５とを有している。
【００１９】
炊飯器本体１の鍋収納部１ａは、炊飯器本体１の上部の開口部１ｆの内周部に嵌合された略環状の上枠１ｂと、鍋２の形状に対応して有底円筒形状に形成され、上部開口側端部で上枠１ｂに一体的に接続されたコイルベース１ｃとで構成されている。
【００２０】
コイルベース１ｃの外周面には、鍋加熱手段５を構成する底内加熱コイル５ａと底外加熱コイル５ｂとが取り付けられている。底内加熱コイル５ａは、コイルベース１ｃを介して鍋２の底部の中央部周囲に対向するように配置されており、底外加熱コイル５ｂは、コイルベース１ｃを介して鍋２の底部のコーナー部に対向するように配置されている。
【００２１】
コイルベース１ｃの底部の中央部分には開口１ｇが設けられている。当該開口１ｇ部分には、鍋２の温度を測定するための鍋温度検知部の一例である鍋温度センサ６が鍋２の底部に当接可能に配置されている。
【００２２】
炊飯器本体１内には、各部及び各装置を駆動制御して炊飯を行う制御部７が設置されている。制御部７は、蓋本体３に設けられた操作部８を使用して行った使用者の指示に応じて、各部及び各装置の駆動制御を行う。
【００２３】
炊飯器本体１の前壁上部（図１の左側上部）には、蓋本体３のフック９に係合可能なフック１ｄが設けられている。フック１ｄと上枠１ｂとの間にはバネ１ｅが設けられている。フック１ｄは、バネ１ｅにより前方（図１の左側）に付勢されている。
【００２４】
蓋本体３には、内蓋温度検知部の一例である内蓋温度センサ１０と、前記鍋２の上層部を加熱する蓋加熱手段１１と、ヒンジ軸１２とが設けられている。内蓋温度センサ１０は、内蓋４に当接可能に設けられ、内蓋４の温度を検知可能に構成されている。
【００２５】
蓋加熱手段１１は、内蓋４を介して鍋２の上部の開口部２ａに対向するように蓋本体３内に配置された加熱コイルで構成され、制御部７の制御により、内蓋４を誘導加熱する。ヒンジ軸１２は、蓋本体３の開閉軸であり、炊飯器本体１の上枠１ｂに両端部を回動自在に支持されている。蓋本体３は、ヒンジ軸１２の近傍に設けたねじりコイルバネなどの回動バネ（図示せず）により、炊飯器本体１の開口部１ｆから離れるように回転する方向に付勢されている。
【００２６】
内蓋４の一部は、誘導加熱が可能なフェライト系ステンレスなどの金属で構成されている。内蓋４には、鍋２内で発生した蒸気を鍋２外へと排出するために、複数の穴からなる蒸気口４ａが設けられている。内蓋４の外周部の鍋２側の面には、蓋本体３が閉状態にあるときに、鍋２と密接する略環状の鍋パッキン１３が取り付けられている。鍋パッキン１３は、ゴムなどの弾性体で構成されている。
【００２７】
また、蓋本体３には、炊飯メニュー、炊飯時間などの各種情報を表示する液晶ディスプレイなどからなる表示部１４と、炊飯メニューの選択、炊飯の開始、取り消し、予約などの実行を指示するための操作部８が設けられている。操作部８は、炊飯開始ボタンなどの複数のボタン（図示せず）で構成されている。使用者は、表示部１４の表示内容を参照しつつ、操作部８にて炊飯開始を指示することによって、炊飯を行うことができる。炊飯開始の指示を受けた制御部７は、記憶した炊飯プログラムと鍋温度センサ６及び内蓋温度センサ１０の検知温度とに基づいて、鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１の駆動を制御（動作又は停止）し、炊飯工程を実行する。
【００２８】
また、蓋本体３には、鍋２内の水が沸騰して発生した水蒸気を外気に排気するための蒸気経路１５を配設している。前記蒸気経路１５には、炊飯中に発生した水蒸気を凝縮し、水に相変化させる熱交換器１６を配設している。また、蒸気経路１５には、鍋２内の炊飯中の圧力低減をはかる排気孔１７と、前記熱交換器１６により得られた凝縮水を、蒸気発生手段部１８に送るための孔１９を配設している。
【００２９】
次に、凝縮水を蒸気発生手段部１８に送るために、熱交換器１６と蒸気発生手段部１８をつなぐ凝縮水経路２０を配設している。熱交換器１６により得られた凝縮水は、蒸気経路１５に配設した孔１９から凝縮水経路２０を自重落下して、蒸気発生手段部１８に滴下する構成をしているが、上記構成の場合、蓋本体３の高さが高くなり、製品本体の全高が高くなり、コンパクトな炊飯器の実現困難になる。
【００３０】
また、蓋本体３の重量も重くなるため、蓋本体３の開閉構成の複雑化や強度確保が困難になる。
【００３１】
更に、蒸気経路１５に凝縮された水は、炊飯中に全て蒸気発生手段部１８に送り、炊飯終了後には、蒸気経路１５に凝縮水は残らない構想をしているが、完全に蒸気発生手段部１８に送る保証ができない。よって、蒸気経路１５に残った水は、水蒸気からの蒸留水であるため無菌であるが、炊飯終了後から次回炊飯までの長期放置状態を想定すると、蒸留水に菌が発生し腐敗の発生やカビの繁殖の課題をぬぐえない。
【００３２】
そのため、本実施の形態では、凝縮水経路２０にポンプ２１を配設して、蒸気経路１５内の凝縮水を確実に蒸気発生手段部１８に送ることができ、炊飯終了後には、蒸気経路１５内は絶乾しており、凝縮水による菌の発生やカビの繁殖を防止することができる。
【００３３】
また、蓋本体３の高さは、ポンプ２１を配設しない場合と比較したときに低くすることができる。よって、製品の全高も低くなりコンパクト化をはかることができる。更に、蓋本体３の重量も軽量化をはかることができるため、蓋本体３の開閉機構の簡素化や強度確
保することにつながる。
【００３４】
次に、図１、図２を参照しつつ、本実施の形態における炊飯器の動作について説明する。図２は、炊飯工程における鍋の温度変化と加熱装置（鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１）の駆動状態を示す図である。
【００３５】
まず、使用者により、鍋２内に米と水がセットされ、操作部８にて炊飯メニューが選択された後、炊飯開始が指示されると、制御部７の制御により炊飯工程が開始される。ここで、炊飯工程とは、前炊き工程（浸漬工程ともいう）と、昇温工程（炊き上げ工程ともいう）と、沸騰維持工程と、蒸らし工程の主として４つの工程で構成されるものである。
【００３６】
これらの工程の間に米の糊化が進められて米が炊飯される。この炊飯工程は、鍋温度センサ６及び内蓋温度センサ１０の検知温度と、炊飯メニューに応じた炊飯プログラムとに従って、制御部７が、鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１の加熱動作を制御することにより行われる。
【００３７】
本実施の形態１においては、米の種類などに応じて複数の炊飯メニューが用意され、当該それぞれの炊飯メニューに応じた炊飯プログラムが制御部７に記憶されている。炊飯工程が開始されると、まず、前炊き工程が開始される。
【００３８】
前炊き工程は、水を一定温度に保って米に水を吸収させる工程である。この前炊き工程において、制御部７は、鍋２内の水の温度が米の糊化が始まる温度（約６０℃）以上にならないように、鍋２の温度を、鍋温度センサ６又は内蓋温度センサ１０の検知温度に基づいて鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１を制御する。これにより、米の吸水が促進される。
【００３９】
前炊き工程の開始から予め設定された時間経過すると、昇温工程に移行する。昇温工程は、鍋２を鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１により一気に加熱して、鍋２内の水を沸騰状態（約１００℃）にする工程である。この昇温工程において、制御部７は、鍋２を急速に加熟して鍋２内の水を沸騰状態にするように、鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１の駆動を制御する。
【００４０】
前記昇温工程の実施により、鍋温度センサ６による検知温度が約１００℃になると、沸騰維持工程に移行する。沸騰維持工程は、米の澱粉を糊化させて、糊化度を約６０％程度まで引き上げる工程である。この沸騰維持工程において、制御部７は、鍋２内の水の沸騰状態を維持するように鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１を制御する。より具体的には、制御部７は、鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１の駆動、駆動停止を一定時間間隔で繰り返すデューティー制御を行い、鍋２を間欠加熱する。
【００４１】
この昇温工程においては、連続的に水を沸騰させるため、約１００℃の水蒸気が大量に発生する。当該発生した水蒸気で鍋２内が充満されると、余分な水蒸気は、内蓋４の蒸気口４ａを通過して蒸気経路１５に流入する。蒸気経路１５内に流入した水蒸気は、熱交換器１６により凝縮して水へと相変化する。
【００４２】
この時、熱交換器１６の交換率が高いデバイスであれば、炊飯の沸騰維持の工程で、約８０ｇの凝縮水が得られ、凝縮水経路２０の経路中にポンプ２１を配設しているため、凝縮水全てを蒸気発生手段部１８に送り込むことができる。また、蒸気経路１５に配設した鍋２内の炊飯中の圧力低減をはかる排気孔１７から蒸気が漏れることがないため、蒸気レスの炊飯器の実現にもつながる。しかし、前記熱交換器１６の交換率が低いデバイスであれば、炊飯の沸騰維持の工程での凝縮水の量は、約１０〜２０ｇであり、残りの約６０ｇの水蒸気は、蒸気経路１５に配設した排気孔１７から漏れ、蒸気レスの炊飯器の実現が不
可能となる。
【００４３】
ここで、過熱水蒸気の発生について説明する。
【００４４】
炊飯の沸騰維持の工程及び蒸らしの工程においては、ご飯に対して全面から熱量を与えるのが良く、鍋加熱手段５と蓋加熱手段１１により、鍋２と内蓋４を加熱して、ご飯の加熱を維持し続けて、日本古来の竈炊きのような調理方法にすることが、ご飯の糊化を促進させて、甘みのある美味しいご飯に炊き上げることができるわけだが、ご飯の加熱を維持し続けると、鍋２とご飯の接触している部分のご飯は焦げて食べるところが少なくなってしまっていた。
【００４５】
しかし、本実施の形態によれば、蓋加熱手段１１により、内蓋４と蒸気発生手段部１８を加熱し、凝縮水経路２０のポンプ２１により送り込まれた凝縮水を過熱水蒸気に変化させてから、過熱水蒸気を内蓋４に配設した蒸気投入孔２２から鍋２内に炊飯の沸騰維持の工程及び蒸らしの工程時に投入することで、ご飯を焦げさせずにおいしく炊くことができる。
【００４６】
上記のような構成にすることで、従来の炊飯の沸騰維持工程及び蒸らし工程時に加熱していた蓋加熱手段１１の加熱で、過熱水蒸気の発生ができるため、省エネルギー化をはかる過熱水蒸気利用炊飯器の実現が可能となる。
【００４７】
また、過熱水蒸気の原資の水を、顧客で準備する必要もなく、炊飯終了後には、蒸気経路１５の内部には、凝縮水も残っていないため、メンテレスでの過熱水蒸気発生が実現できる。
【００４８】
ここで、熱交換器１６の交換率の高いデバイスであれば、凝縮量を約８０ｇ得ることができ、炊飯中に熱源と使用する過熱水蒸気の量を、炊飯各工程で調整ができて、ご飯の炊き上がりを固めにしたりやわらかめにすることができる。また、過熱水蒸気の温度についても、１３０℃〜３００℃でご飯の硬さに応じて、温度調整することができる。
【００４９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２にかかる炊飯器の縦断面図を示している。なお、上記実施の形態１における炊飯器と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
本実施の形態の炊飯器の基本構成は、上記実施の形態１における炊飯器のそれと同様なので、その部分の説明は省略する。
【００５１】
本実施の形態における炊飯器の蓋本体３は、蓋本体３の上面部に、貯水部２３を配設し、前記貯水部２３の内部に、水をいれるようにしたものである。貯水部２３は、蓋本体３と着脱可能な構成として、炊飯を開始する前に、顧客が、貯水部２３に水をいれる構成としている。
【００５２】
鍋２内の水が沸騰し、発生した水蒸気は、蒸気経路１５と蒸気経路Ｂ２４まで通過し、次に、蓋本体３の前記貯水部２３の収納部に配設した蒸気孔Ａ２５と前記貯水部２３の底部に配設した蒸気孔Ｂ２６を通過し、貯水部２３の水の中に投入される。
【００５３】
蒸気経路Ｂ２４には、電磁弁２７を配設し、炊飯工程の沸騰維持工程が開始するまで、電磁弁２７を閉じており、貯水部２３に貯めている水を鍋２内へ滴下するのを防止している。
【００５４】
そして、炊飯工程の沸騰維持工程が開始すると、前記電磁弁２７を開き、水蒸気が貯水部２３内に投入される構成としている。しかし、炊飯の量によって、沸騰維持工程において、常に水蒸気が発生していないために、電磁弁２７は、水蒸気発生有無のタイミングに合わして、水蒸気が発生している時は、弁を開き、水蒸気が発生していない時は、弁を閉じるといった動作が必要になる。また、そのような構成をとったとしても、鍋２内に滴下する可能性があるが、蒸気経路Ｂ２４をＵ字管の経路形状にすることで、鍋２内の滴下を防止することができる。
【００５５】
しかし、Ｕ字管の経路形状にすると、残水で腐敗の恐れや異臭発生の懸念があるため、前記Ｕ字管の経路は、金属製の経路にして、炊飯終了後に加熱をして残水を蒸発させるような処置が必要になる。
【００５６】
貯水部２３内に投入された水蒸気は、凝縮して水へと相変化し、沸騰維持工程終了後の貯水部２３の水の温度が沸点の１００℃以下であれば、沸騰維持工程で鍋２内から発生する水蒸気をほほ１００％凝縮させることができ約８０ｇの水を得ることができる。
【００５７】
このような構成にすることで、貯水部２３の上面部に配設した排気孔２８から蒸気が漏れることがないため、蒸気レスの炊飯器が実現できる。
【００５８】
以上のような現象で、炊飯開始時に貯水部２３内に貯められた水は、沸騰維持工程終了時にはお湯に変化している。
【００５９】
貯水部２３内のお湯は、蓋本体３の上面部に配設した貯水部２３収納部の凝縮水排出孔Ａ２９と貯水部２３の底部に配設した凝縮水排出孔３０から凝縮水経路２０に排出される。その際、貯水部２３のお湯を、凝縮水経路２０に排出する量は、ポンプ２１により、経路を開放する時間で調整ができる。凝縮水経路２０に排出されたお湯は、蒸気発生手段部１８に運ばれ、過熱水蒸気を発生し、内蓋４の蒸気投入孔２２から鍋２内に投入されることになる。過熱水蒸気の炊飯に対する効果は、実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００６０】
上記のような構成の蓋本体３の構成をとることで、蒸気発生手段部１８に運ばれるのはお湯であるため、実施の形態１における炊飯器の構成と比較すると、蒸気発生手段部１８で、過熱水蒸気にするために蒸気発生手段部１８を加熱する蓋加熱手段１１の仕事量は少なくて済み、鍋２内で炊飯中に発生する水蒸気の多大な熱量を、過熱水蒸気にするためのエネルギーに変えることができ、省エネルギー化をはかった過熱水蒸気炊飯器を実現することができる。
【００６１】
本実施の形態における炊飯器の過熱水蒸気の量は、凝縮水経路２０に配設したポンプ２１により調整可能であるのと同時に、炊飯中に発生した多大な水蒸気の熱エネルギーを利用していた、上記実施の形態１における炊飯器の構成と比較し、容易に過熱水蒸気の温度の昇温も可能であり、２００℃〜３００℃の多大な熱量の過熱水蒸気でご飯を炊き上げることが可能となる。
【００６２】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３にかかる炊飯器の縦断面図、図５は、同炊飯器の一部切欠き上面図である。なお、上記実施の形態における炊飯器と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
本実施の形態の炊飯器の基本構成は、上記実施の形態１における炊飯器のそれと同様なので、その部分の説明は省略する。
【００６４】
本実施の形態における炊飯器の蓋本体３の構成は、熱交換器の１例の構成である。
【００６５】
図４、５において、本実施の形態における炊飯器は、蒸気経路１５内に、アルミニウム等の金属製のヒートシンク３１と、前記ヒートシンク３１の近傍に配されヒートシンク３１に風を送る送風機３２を備え、さらに、送風機３２の吸気部で、外気を取り入れる吸気孔３３を、蓋本体３の外面部に配設したものである。
【００６６】
鍋２内から発生した水蒸気は、内蓋４に配設した蒸気口４ａを通過して、蒸気経路１５内に充満する。
【００６７】
送風機３２によって吸気孔３３から取込まれた空気（外気）は、日本の四季を考慮しても−５℃〜４０℃である。また、前記ヒートシンク３１には、熱容量があるため、炊飯で鍋２内から発生した水蒸気は、ヒートシンク３１の温度が、蒸気経路１５内を通過する水蒸気の温度以下の場合、ヒートシンク３１の表面部で凝縮し、水滴となり付着していく。前記ヒートシンク３１の温度を、蒸気経路１５内を通過する水蒸気温度より常に低くするために、送風機３２を配設していることになる。
【００６８】
上記のような構成で、蒸気経路１５を通過する水蒸気を、ヒートシンク３１の熱容量と送風機３２により吸気された空気で、水蒸気が凝縮し、蒸留水を生成できることになり、凝縮できなかった水蒸気は、蒸気経路１５に配設した排気孔１７から外気へ放出されることとなる。蒸気経路１５内で生成された凝縮水を、過熱水蒸気に変化させ、ご飯をおいしく炊く機能については、上記実施の形態１と実施の形態２における炊飯器と同様の内容であるので説明は省略する。
【００６９】
上記のような蓋本体３の構成にすることで、外気に放出される水蒸気の量は、熱交換器が存在しない構成と比較し、少なくすることができるので、炊飯器を収納する収納棚への結露を防止することができ、腐敗の進行を妨げることができる。
【００７０】
また、水蒸気の絶対量の低減と送風機３２により、水蒸気の排出温度を低下させ、安全性を配慮した炊飯器の提供もできるものである。なお、熱交換器の技術手段には、実施形態２及び３の例を述べたが、本発明の効果は、炊飯中に発生する水蒸気を、過熱水蒸気に変換し、省エネルギー化及び美味しくご飯を炊くためのものであり、発生水蒸気を凝縮する手段は、上記実施の形態に記載されたものに限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明にかかる炊飯器は、炊飯中に発生する鍋内の水蒸気を、熱交換器で水に相変化させ、その相変化させた水を加熱水蒸気にして炊飯と保温の熱源活用することにより、少ないエネルギーで、美味しいご飯が炊けるもので、家庭用、業務用の各種炊飯器に適用できるものである。
【符号の説明】
【００７２】
１ 炊飯器本体
１ａ 鍋収納部
１ｆ 開口部
２ 鍋
３ 蓋本体
５ 鍋加熱手段
１１ 蓋加熱手段
１５ 蒸気経路
１６ 熱交換器
１７ 排気孔
１８ 蒸気発生手段部
２０ 凝縮水経路
２２ 蒸気投入孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炊飯器に関するもので、特に、水蒸気を利用した炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の水蒸気を利用した炊飯器として、炊飯器に水貯水部と、その貯水を蒸気にする蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段により得られた水蒸気を加熱し、過熱水蒸気にする蒸気加熱手段を備え、前記過熱水蒸気を炊飯の熱源として利用するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２１３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に開示されたような従来の炊飯器においては、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、蒸気発生手段とを備え、前記蒸気発生手段が前記鍋の開口部から前記鍋内に蒸気を投入する構成である。この種の水の沸点以上の水蒸気を活用した炊飯器では、次述のような課題を解決し炊飯することができる。
【０００５】
一般の炊飯器では、炊飯の沸騰やそれ以降の炊飯工程で鍋内の水がほぼ無くなり、米の流動性も無くなる。前記工程では、底と蓋の加熱を継続して、米澱粉の糊化を促進させることが、美味しくご飯を炊くために必要であるが、前記工程で、加熱を継続すると鍋底のご飯が焦げたり、ご飯上層部が乾燥してしまう等の課題がある。
【０００６】
しかし、水蒸気を活用した炊飯器では、大気圧下の水の沸点（１００℃）以上の過熱水蒸気を、鍋の開口部上方から米に供給することにより、まず、蒸気が供給されるがゆえにご飯の乾燥を伴わない。しかも、１００℃以下の水蒸気補給では米粒表面に水が付着して含水率の高い水っぽいご飯になるが、１００℃以上の水蒸気なので、米澱粉の糊化を促進させる熱エネルギーがあり、炊飯性能を向上させることができるものである。
【０００７】
しかしながら、上記の構成にした場合、蒸気発生手段により、水を常温から１００℃に沸騰するために、多大な熱エネルギーが必要になる。そのため、炊飯を行う消費電力が、蒸気発生手段がない炊飯と比べ多大になり、省エネルギー化した炊飯器が顧客に提供できない課題がある。
【０００８】
また、炊飯においては、鍋内の水を１００℃にし沸騰させて調理を行うために、炊飯中に外気へ放出される水蒸気は約１００ｇにもなり、鍋を加熱する鍋加熱手段で使用する熱エネルギーのロスが発生する、という課題があった。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、炊飯中に発生する水蒸気を水に相変化させる熱交換器を配設し、炊飯中に発生する水蒸気の熱エネルギーを、炊飯工程の沸騰やむらし時に過熱水蒸気に変換して、熱源活用し、省エネルギー化をはかった炊飯器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、内部に鍋収納部が形成された略有底筒状の炊飯器本体と、前記鍋収納部に収納される鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記炊飯器本体の開口部を覆う蓋本体とを備え、前記蓋本体には、前記鍋の上層部を加熱する蓋加熱手段と、炊飯時に発生する水蒸気を外部に排気する蒸気経路と、前記蒸気経路内に配置され炊飯時に発生する水蒸気を水に相変化させる熱交換器と、前記熱交換器により凝縮された水を炊飯工程の沸騰時とむらし時に過熱水蒸気にする蒸気発生手段部と、前記熱交換器と前記蒸気発生手段部をつなぐ凝縮水経路とを設け、前記蒸気発生手段部に、前記鍋内に過熱水蒸気を投入する蒸気投入孔を、前記蒸気経路に、炊飯中の前記鍋内の圧力低減をはかるための排気孔をそれぞれ配設したもので、炊飯中に発生する水蒸気の熱エネルギーを、炊飯工程の沸騰やむらし時に過熱水蒸気に変換して、熱源活用し、ご飯の美味しさの向上をはかるとともに、省エネルギー化をはかった炊飯器を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の炊飯器によれば、蓋本体に配設した熱交換器により、炊飯中に発生する水蒸気を凝縮し、水に相変化させる。得られた凝縮水は、蓋本体に配設した蒸気発生手段部により、過熱水蒸気に変換し、炊飯中に発生する水蒸気の熱エネルギーを、炊飯のご飯のおいしさに必要な熱エネルギーとして活用する。よって、炊飯する熱エネルギーは、鍋を加熱する加熱手段と水蒸気による熱エネルギーの総和となり、ご飯の美味しさの向上をはかるとともに、水蒸気の熱エネルギーは、炊飯工程の沸騰及びむらし工程時に蓋加熱手段の動作時に、蒸気発生手段部に蓋加熱手段の熱エネルギーで水から過熱水蒸気にするために、炊飯時に余分な消費電力を使用せずに、炊飯を行うことができる。また、更なる効果として、炊飯中に発生する水蒸気を凝縮し水に相変化させるため、炊飯器から外気に放出する水蒸気の量の低減や完全に無くすことができ、炊飯器収納棚の結露防止や火傷などの危険性を配慮し、安全性の向上ができる炊飯器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における炊飯器の縦断面図
【図２】同炊飯器の炊飯工程における鍋の温度変化と加熱装置（鍋加熱手段及び蓋加熱手段）の駆動状態を示す図
【図３】本発明の実施の形態２における炊飯器の縦断面図
【図４】本発明の実施の形態３における炊飯器の縦断面図
【図５】同炊飯器の一部切欠き上面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、内部に鍋収納部が形成された略有底筒状の炊飯器本体と、前記鍋収納部に収納される鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記炊飯器本体の開口部を覆う蓋本体とを備え、前記蓋本体には、前記鍋の上層部を加熱する蓋加熱手段と、炊飯時に発生する水蒸気を外部に排気する蒸気経路と、前記蒸気経路内に配置され炊飯時に発生する水蒸気を水に相変化させる熱交換器と、前記熱交換器により凝縮された水を炊飯工程の沸騰時とむらし時に過熱水蒸気にする蒸気発生手段部と、前記熱交換器と前記蒸気発生手段部をつなぐ凝縮水経路とを設け、前記蒸気発生手段部に、前記鍋内に過熱水蒸気を投入する蒸気投入孔を、前記蒸気経路に、炊飯中の前記鍋内の圧力低減をはかるための排気孔をそれぞれ配設したもので、炊飯中に発生する水蒸気の熱エネルギーを、炊飯工程の沸騰やむらし時に過熱水蒸気に変換して、熱源活用し、ご飯の美味しさの向上をはかるとともに、省エネルギー化をはかった炊飯器を提供することができる。
【００１４】
第２の発明は、特に、第１の発明の熱交換器は、水を貯水するための貯水部を有し、炊飯中に発生する水蒸気を、前記貯水部に投入して水に凝縮し、前記貯水と炊飯中に得られ
た凝縮水を過熱水蒸気にし、前記過熱水蒸気を、炊飯時又は／及び保温時の熱源として活用するもので、第１の発明による効果に加え、炊飯中に発生する水蒸気は、外気に放出される前に、水に変化させるので、蒸気が発生しない。よって、火傷などの危険性を配慮し、安全性の向上ができる炊飯器を提供することができる。
【００１５】
第３の発明は、特に、第１の発明の熱交換器は、取り込んだ外気で水蒸気を冷気して水に凝縮し、前記凝縮水を、過熱水蒸気にし、前記過熱水蒸気を炊飯時又は／及び保温時の熱源として活用するもので、第１発明による効果に加え、炊飯中に発生する水蒸気を外気へ放出する量を低減することができるため、炊飯器を収納する収納棚に付着する水滴の量を減らし、腐食の防止を行うことができる炊飯器を提供することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における炊飯器の縦断面図、図２は、同炊飯器の炊飯工程における鍋の温度変化と加熱装置（鍋加熱手段及び蓋加熱手段）の駆動状態を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態にかかる炊飯器は、内部に鍋収納部１ａが形成された略有底筒状の炊飯器本体１と、鍋収納部１ａに収納される鍋２と、炊飯器本体１の開口部１ｆを開閉可能に炊飯器本体１に取り付けられた蓋本体３と、蓋本体３の内側（鍋２の開口部２ａを覆う側）に着脱自在に取り付けられて、鍋２の開口部２ａを密閉可能な略円盤状の内蓋４と、鍋２を加熱（誘導加熱）する鍋加熱手段５とを有している。
【００１９】
炊飯器本体１の鍋収納部１ａは、炊飯器本体１の上部の開口部１ｆの内周部に嵌合された略環状の上枠１ｂと、鍋２の形状に対応して有底円筒形状に形成され、上部開口側端部で上枠１ｂに一体的に接続されたコイルベース１ｃとで構成されている。
【００２０】
コイルベース１ｃの外周面には、鍋加熱手段５を構成する底内加熱コイル５ａと底外加熱コイル５ｂとが取り付けられている。底内加熱コイル５ａは、コイルベース１ｃを介して鍋２の底部の中央部周囲に対向するように配置されており、底外加熱コイル５ｂは、コイルベース１ｃを介して鍋２の底部のコーナー部に対向するように配置されている。
【００２１】
コイルベース１ｃの底部の中央部分には開口１ｇが設けられている。当該開口１ｇ部分には、鍋２の温度を測定するための鍋温度検知部の一例である鍋温度センサ６が鍋２の底部に当接可能に配置されている。
【００２２】
炊飯器本体１内には、各部及び各装置を駆動制御して炊飯を行う制御部７が設置されている。制御部７は、蓋本体３に設けられた操作部８を使用して行った使用者の指示に応じて、各部及び各装置の駆動制御を行う。
【００２３】
炊飯器本体１の前壁上部（図１の左側上部）には、蓋本体３のフック９に係合可能なフック１ｄが設けられている。フック１ｄと上枠１ｂとの間にはバネ１ｅが設けられている。フック１ｄは、バネ１ｅにより前方（図１の左側）に付勢されている。
【００２４】
蓋本体３には、内蓋温度検知部の一例である内蓋温度センサ１０と、前記鍋２の上層部を加熱する蓋加熱手段１１と、ヒンジ軸１２とが設けられている。内蓋温度センサ１０は、内蓋４に当接可能に設けられ、内蓋４の温度を検知可能に構成されている。
【００２５】
蓋加熱手段１１は、内蓋４を介して鍋２の上部の開口部２ａに対向するように蓋本体３内に配置された加熱コイルで構成され、制御部７の制御により、内蓋４を誘導加熱する。ヒンジ軸１２は、蓋本体３の開閉軸であり、炊飯器本体１の上枠１ｂに両端部を回動自在に支持されている。蓋本体３は、ヒンジ軸１２の近傍に設けたねじりコイルバネなどの回動バネ（図示せず）により、炊飯器本体１の開口部１ｆから離れるように回転する方向に付勢されている。
【００２６】
内蓋４の一部は、誘導加熱が可能なフェライト系ステンレスなどの金属で構成されている。内蓋４には、鍋２内で発生した蒸気を鍋２外へと排出するために、複数の穴からなる蒸気口４ａが設けられている。内蓋４の外周部の鍋２側の面には、蓋本体３が閉状態にあるときに、鍋２と密接する略環状の鍋パッキン１３が取り付けられている。鍋パッキン１３は、ゴムなどの弾性体で構成されている。
【００２７】
また、蓋本体３には、炊飯メニュー、炊飯時間などの各種情報を表示する液晶ディスプレイなどからなる表示部１４と、炊飯メニューの選択、炊飯の開始、取り消し、予約などの実行を指示するための操作部８が設けられている。操作部８は、炊飯開始ボタンなどの複数のボタン（図示せず）で構成されている。使用者は、表示部１４の表示内容を参照しつつ、操作部８にて炊飯開始を指示することによって、炊飯を行うことができる。炊飯開始の指示を受けた制御部７は、記憶した炊飯プログラムと鍋温度センサ６及び内蓋温度センサ１０の検知温度とに基づいて、鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１の駆動を制御（動作又は停止）し、炊飯工程を実行する。
【００２８】
また、蓋本体３には、鍋２内の水が沸騰して発生した水蒸気を外気に排気するための蒸気経路１５を配設している。前記蒸気経路１５には、炊飯中に発生した水蒸気を凝縮し、水に相変化させる熱交換器１６を配設している。また、蒸気経路１５には、鍋２内の炊飯中の圧力低減をはかる排気孔１７と、前記熱交換器１６により得られた凝縮水を、蒸気発生手段部１８に送るための孔１９を配設している。
【００２９】
次に、凝縮水を蒸気発生手段部１８に送るために、熱交換器１６と蒸気発生手段部１８をつなぐ凝縮水経路２０を配設している。熱交換器１６により得られた凝縮水は、蒸気経路１５に配設した孔１９から凝縮水経路２０を自重落下して、蒸気発生手段部１８に滴下する構成をしているが、上記構成の場合、蓋本体３の高さが高くなり、製品本体の全高が高くなり、コンパクトな炊飯器の実現困難になる。
【００３０】
また、蓋本体３の重量も重くなるため、蓋本体３の開閉構成の複雑化や強度確保が困難になる。
【００３１】
更に、蒸気経路１５に凝縮された水は、炊飯中に全て蒸気発生手段部１８に送り、炊飯終了後には、蒸気経路１５に凝縮水は残らない構想をしているが、完全に蒸気発生手段部１８に送る保証ができない。よって、蒸気経路１５に残った水は、水蒸気からの蒸留水であるため無菌であるが、炊飯終了後から次回炊飯までの長期放置状態を想定すると、蒸留水に菌が発生し腐敗の発生やカビの繁殖の課題をぬぐえない。
【００３２】
そのため、本実施の形態では、凝縮水経路２０にポンプ２１を配設して、蒸気経路１５内の凝縮水を確実に蒸気発生手段部１８に送ることができ、炊飯終了後には、蒸気経路１５内は絶乾しており、凝縮水による菌の発生やカビの繁殖を防止することができる。
【００３３】
また、蓋本体３の高さは、ポンプ２１を配設しない場合と比較したときに低くすることができる。よって、製品の全高も低くなりコンパクト化をはかることができる。更に、蓋本体３の重量も軽量化をはかることができるため、蓋本体３の開閉機構の簡素化や強度確
保することにつながる。
【００３４】
次に、図１、図２を参照しつつ、本実施の形態における炊飯器の動作について説明する。図２は、炊飯工程における鍋の温度変化と加熱装置（鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１）の駆動状態を示す図である。
【００３５】
まず、使用者により、鍋２内に米と水がセットされ、操作部８にて炊飯メニューが選択された後、炊飯開始が指示されると、制御部７の制御により炊飯工程が開始される。ここで、炊飯工程とは、前炊き工程（浸漬工程ともいう）と、昇温工程（炊き上げ工程ともいう）と、沸騰維持工程と、蒸らし工程の主として４つの工程で構成されるものである。
【００３６】
これらの工程の間に米の糊化が進められて米が炊飯される。この炊飯工程は、鍋温度センサ６及び内蓋温度センサ１０の検知温度と、炊飯メニューに応じた炊飯プログラムとに従って、制御部７が、鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１の加熱動作を制御することにより行われる。
【００３７】
本実施の形態１においては、米の種類などに応じて複数の炊飯メニューが用意され、当該それぞれの炊飯メニューに応じた炊飯プログラムが制御部７に記憶されている。炊飯工程が開始されると、まず、前炊き工程が開始される。
【００３８】
前炊き工程は、水を一定温度に保って米に水を吸収させる工程である。この前炊き工程において、制御部７は、鍋２内の水の温度が米の糊化が始まる温度（約６０℃）以上にならないように、鍋２の温度を、鍋温度センサ６又は内蓋温度センサ１０の検知温度に基づいて鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１を制御する。これにより、米の吸水が促進される。
【００３９】
前炊き工程の開始から予め設定された時間経過すると、昇温工程に移行する。昇温工程は、鍋２を鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１により一気に加熱して、鍋２内の水を沸騰状態（約１００℃）にする工程である。この昇温工程において、制御部７は、鍋２を急速に加熟して鍋２内の水を沸騰状態にするように、鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１の駆動を制御する。
【００４０】
前記昇温工程の実施により、鍋温度センサ６による検知温度が約１００℃になると、沸騰維持工程に移行する。沸騰維持工程は、米の澱粉を糊化させて、糊化度を約６０％程度まで引き上げる工程である。この沸騰維持工程において、制御部７は、鍋２内の水の沸騰状態を維持するように鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１を制御する。より具体的には、制御部７は、鍋加熱手段５及び蓋加熱手段１１の駆動、駆動停止を一定時間間隔で繰り返すデューティー制御を行い、鍋２を間欠加熱する。
【００４１】
この昇温工程においては、連続的に水を沸騰させるため、約１００℃の水蒸気が大量に発生する。当該発生した水蒸気で鍋２内が充満されると、余分な水蒸気は、内蓋４の蒸気口４ａを通過して蒸気経路１５に流入する。蒸気経路１５内に流入した水蒸気は、熱交換器１６により凝縮して水へと相変化する。
【００４２】
この時、熱交換器１６の交換率が高いデバイスであれば、炊飯の沸騰維持の工程で、約８０ｇの凝縮水が得られ、凝縮水経路２０の経路中にポンプ２１を配設しているため、凝縮水全てを蒸気発生手段部１８に送り込むことができる。また、蒸気経路１５に配設した鍋２内の炊飯中の圧力低減をはかる排気孔１７から蒸気が漏れることがないため、蒸気レスの炊飯器の実現にもつながる。しかし、前記熱交換器１６の交換率が低いデバイスであれば、炊飯の沸騰維持の工程での凝縮水の量は、約１０〜２０ｇであり、残りの約６０ｇの水蒸気は、蒸気経路１５に配設した排気孔１７から漏れ、蒸気レスの炊飯器の実現が不
可能となる。
【００４３】
ここで、過熱水蒸気の発生について説明する。
【００４４】
炊飯の沸騰維持の工程及び蒸らしの工程においては、ご飯に対して全面から熱量を与えるのが良く、鍋加熱手段５と蓋加熱手段１１により、鍋２と内蓋４を加熱して、ご飯の加熱を維持し続けて、日本古来の竈炊きのような調理方法にすることが、ご飯の糊化を促進させて、甘みのある美味しいご飯に炊き上げることができるわけだが、ご飯の加熱を維持し続けると、鍋２とご飯の接触している部分のご飯は焦げて食べるところが少なくなってしまっていた。
【００４５】
しかし、本実施の形態によれば、蓋加熱手段１１により、内蓋４と蒸気発生手段部１８を加熱し、凝縮水経路２０のポンプ２１により送り込まれた凝縮水を過熱水蒸気に変化させてから、過熱水蒸気を内蓋４に配設した蒸気投入孔２２から鍋２内に炊飯の沸騰維持の工程及び蒸らしの工程時に投入することで、ご飯を焦げさせずにおいしく炊くことができる。
【００４６】
上記のような構成にすることで、従来の炊飯の沸騰維持工程及び蒸らし工程時に加熱していた蓋加熱手段１１の加熱で、過熱水蒸気の発生ができるため、省エネルギー化をはかる過熱水蒸気利用炊飯器の実現が可能となる。
【００４７】
また、過熱水蒸気の原資の水を、顧客で準備する必要もなく、炊飯終了後には、蒸気経路１５の内部には、凝縮水も残っていないため、メンテレスでの過熱水蒸気発生が実現できる。
【００４８】
ここで、熱交換器１６の交換率の高いデバイスであれば、凝縮量を約８０ｇ得ることができ、炊飯中に熱源と使用する過熱水蒸気の量を、炊飯各工程で調整ができて、ご飯の炊き上がりを固めにしたりやわらかめにすることができる。また、過熱水蒸気の温度についても、１３０℃〜３００℃でご飯の硬さに応じて、温度調整することができる。
【００４９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２にかかる炊飯器の縦断面図を示している。なお、上記実施の形態１における炊飯器と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
本実施の形態の炊飯器の基本構成は、上記実施の形態１における炊飯器のそれと同様なので、その部分の説明は省略する。
【００５１】
本実施の形態における炊飯器の蓋本体３は、蓋本体３の上面部に、貯水部２３を配設し、前記貯水部２３の内部に、水をいれるようにしたものである。貯水部２３は、蓋本体３と着脱可能な構成として、炊飯を開始する前に、顧客が、貯水部２３に水をいれる構成としている。
【００５２】
鍋２内の水が沸騰し、発生した水蒸気は、蒸気経路１５と蒸気経路Ｂ２４まで通過し、次に、蓋本体３の前記貯水部２３の収納部に配設した蒸気孔Ａ２５と前記貯水部２３の底部に配設した蒸気孔Ｂ２６を通過し、貯水部２３の水の中に投入される。
【００５３】
蒸気経路Ｂ２４には、電磁弁２７を配設し、炊飯工程の沸騰維持工程が開始するまで、電磁弁２７を閉じており、貯水部２３に貯めている水を鍋２内へ滴下するのを防止している。
【００５４】
そして、炊飯工程の沸騰維持工程が開始すると、前記電磁弁２７を開き、水蒸気が貯水部２３内に投入される構成としている。しかし、炊飯の量によって、沸騰維持工程において、常に水蒸気が発生していないために、電磁弁２７は、水蒸気発生有無のタイミングに合わして、水蒸気が発生している時は、弁を開き、水蒸気が発生していない時は、弁を閉じるといった動作が必要になる。また、そのような構成をとったとしても、鍋２内に滴下する可能性があるが、蒸気経路Ｂ２４をＵ字管の経路形状にすることで、鍋２内の滴下を防止することができる。
【００５５】
しかし、Ｕ字管の経路形状にすると、残水で腐敗の恐れや異臭発生の懸念があるため、前記Ｕ字管の経路は、金属製の経路にして、炊飯終了後に加熱をして残水を蒸発させるような処置が必要になる。
【００５６】
貯水部２３内に投入された水蒸気は、凝縮して水へと相変化し、沸騰維持工程終了後の貯水部２３の水の温度が沸点の１００℃以下であれば、沸騰維持工程で鍋２内から発生する水蒸気をほほ１００％凝縮させることができ約８０ｇの水を得ることができる。
【００５７】
このような構成にすることで、貯水部２３の上面部に配設した排気孔２８から蒸気が漏れることがないため、蒸気レスの炊飯器が実現できる。
【００５８】
以上のような現象で、炊飯開始時に貯水部２３内に貯められた水は、沸騰維持工程終了時にはお湯に変化している。
【００５９】
貯水部２３内のお湯は、蓋本体３の上面部に配設した貯水部２３収納部の凝縮水排出孔Ａ２９と貯水部２３の底部に配設した凝縮水排出孔３０から凝縮水経路２０に排出される。その際、貯水部２３のお湯を、凝縮水経路２０に排出する量は、ポンプ２１により、経路を開放する時間で調整ができる。凝縮水経路２０に排出されたお湯は、蒸気発生手段部１８に運ばれ、過熱水蒸気を発生し、内蓋４の蒸気投入孔２２から鍋２内に投入されることになる。過熱水蒸気の炊飯に対する効果は、実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００６０】
上記のような構成の蓋本体３の構成をとることで、蒸気発生手段部１８に運ばれるのはお湯であるため、実施の形態１における炊飯器の構成と比較すると、蒸気発生手段部１８で、過熱水蒸気にするために蒸気発生手段部１８を加熱する蓋加熱手段１１の仕事量は少なくて済み、鍋２内で炊飯中に発生する水蒸気の多大な熱量を、過熱水蒸気にするためのエネルギーに変えることができ、省エネルギー化をはかった過熱水蒸気炊飯器を実現することができる。
【００６１】
本実施の形態における炊飯器の過熱水蒸気の量は、凝縮水経路２０に配設したポンプ２１により調整可能であるのと同時に、炊飯中に発生した多大な水蒸気の熱エネルギーを利用していた、上記実施の形態１における炊飯器の構成と比較し、容易に過熱水蒸気の温度の昇温も可能であり、２００℃〜３００℃の多大な熱量の過熱水蒸気でご飯を炊き上げることが可能となる。
【００６２】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３にかかる炊飯器の縦断面図、図５は、同炊飯器の一部切欠き上面図である。なお、上記実施の形態における炊飯器と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
本実施の形態の炊飯器の基本構成は、上記実施の形態１における炊飯器のそれと同様なので、その部分の説明は省略する。
【００６４】
本実施の形態における炊飯器の蓋本体３の構成は、熱交換器の１例の構成である。
【００６５】
図４、５において、本実施の形態における炊飯器は、蒸気経路１５内に、アルミニウム等の金属製のヒートシンク３１と、前記ヒートシンク３１の近傍に配されヒートシンク３１に風を送る送風機３２を備え、さらに、送風機３２の吸気部で、外気を取り入れる吸気孔３３を、蓋本体３の外面部に配設したものである。
【００６６】
鍋２内から発生した水蒸気は、内蓋４に配設した蒸気口４ａを通過して、蒸気経路１５内に充満する。
【００６７】
送風機３２によって吸気孔３３から取込まれた空気（外気）は、日本の四季を考慮しても−５℃〜４０℃である。また、前記ヒートシンク３１には、熱容量があるため、炊飯で鍋２内から発生した水蒸気は、ヒートシンク３１の温度が、蒸気経路１５内を通過する水蒸気の温度以下の場合、ヒートシンク３１の表面部で凝縮し、水滴となり付着していく。前記ヒートシンク３１の温度を、蒸気経路１５内を通過する水蒸気温度より常に低くするために、送風機３２を配設していることになる。
【００６８】
上記のような構成で、蒸気経路１５を通過する水蒸気を、ヒートシンク３１の熱容量と送風機３２により吸気された空気で、水蒸気が凝縮し、蒸留水を生成できることになり、凝縮できなかった水蒸気は、蒸気経路１５に配設した排気孔１７から外気へ放出されることとなる。蒸気経路１５内で生成された凝縮水を、過熱水蒸気に変化させ、ご飯をおいしく炊く機能については、上記実施の形態１と実施の形態２における炊飯器と同様の内容であるので説明は省略する。
【００６９】
上記のような蓋本体３の構成にすることで、外気に放出される水蒸気の量は、熱交換器が存在しない構成と比較し、少なくすることができるので、炊飯器を収納する収納棚への結露を防止することができ、腐敗の進行を妨げることができる。
【００７０】
また、水蒸気の絶対量の低減と送風機３２により、水蒸気の排出温度を低下させ、安全性を配慮した炊飯器の提供もできるものである。なお、熱交換器の技術手段には、実施形態２及び３の例を述べたが、本発明の効果は、炊飯中に発生する水蒸気を、過熱水蒸気に変換し、省エネルギー化及び美味しくご飯を炊くためのものであり、発生水蒸気を凝縮する手段は、上記実施の形態に記載されたものに限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明にかかる炊飯器は、炊飯中に発生する鍋内の水蒸気を、熱交換器で水に相変化させ、その相変化させた水を加熱水蒸気にして炊飯と保温の熱源活用することにより、少ないエネルギーで、美味しいご飯が炊けるもので、家庭用、業務用の各種炊飯器に適用できるものである。
【符号の説明】
【００７２】
１ 炊飯器本体
１ａ 鍋収納部
１ｆ 開口部
２ 鍋
３ 蓋本体
５ 鍋加熱手段
１１ 蓋加熱手段
１５ 蒸気経路
１６ 熱交換器
１７ 排気孔
１８ 蒸気発生手段部
２０ 凝縮水経路
２２ 蒸気投入孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に鍋収納部が形成された略有底筒状の炊飯器本体と、前記鍋収納部に収納される鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記炊飯器本体の開口部を覆う蓋本体とを備え、前記蓋本体には、前記鍋の上層部を加熱する蓋加熱手段と、炊飯時に発生する水蒸気を外部に排気する蒸気経路と、前記蒸気経路内に配置され炊飯時に発生する水蒸気を水に相変化させる熱交換器と、前記熱交換器により凝縮された水を炊飯の沸騰時とむらし時に過熱水蒸気にする蒸気発生手段部と、前記熱交換器と前記蒸気発生手段部をつなぐ凝縮水経路とを設け、前記蒸気発生手段部に、前記鍋内に過熱水蒸気を投入する蒸気投入孔を、前記蒸気経路に、炊飯中の前記鍋内の圧力低減をはかるための排気孔をそれぞれ配設した炊飯器。
【請求項２】
熱交換器は、水を貯水するための貯水部を有し、炊飯中に発生する水蒸気を、前記貯水部に投入して水に凝縮し、前記貯水と炊飯中に得られた凝縮水を過熱水蒸気にし、前記過熱水蒸気を、炊飯時又は／及び保温時の熱源として活用することを特徴とした請求項１に記載の炊飯器。
【請求項３】
熱交換器は、取り込んだ外気で水蒸気を冷気して水に凝縮し、前記凝縮水を、過熱水蒸気にし、前記過熱水蒸気を炊飯時又は／及び保温時の熱源として活用することを特徴とした請求項１に記載の炊飯器。
【請求項１】
内部に鍋収納部が形成された略有底筒状の炊飯器本体と、前記鍋収納部に収納される鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記炊飯器本体の開口部を覆う蓋本体とを備え、前記蓋本体には、前記鍋の上層部を加熱する蓋加熱手段と、炊飯時に発生する水蒸気を外部に排気する蒸気経路と、前記蒸気経路内に配置され炊飯時に発生する水蒸気を水に相変化させる熱交換器と、前記熱交換器により凝縮された水を炊飯の沸騰時とむらし時に過熱水蒸気にする蒸気発生手段部と、前記熱交換器と前記蒸気発生手段部をつなぐ凝縮水経路とを設け、前記蒸気発生手段部に、前記鍋内に過熱水蒸気を投入する蒸気投入孔を、前記蒸気経路に、炊飯中の前記鍋内の圧力低減をはかるための排気孔をそれぞれ配設した炊飯器。
【請求項２】
熱交換器は、水を貯水するための貯水部を有し、炊飯中に発生する水蒸気を、前記貯水部に投入して水に凝縮し、前記貯水と炊飯中に得られた凝縮水を過熱水蒸気にし、前記過熱水蒸気を、炊飯時又は／及び保温時の熱源として活用することを特徴とした請求項１に記載の炊飯器。
【請求項３】
熱交換器は、取り込んだ外気で水蒸気を冷気して水に凝縮し、前記凝縮水を、過熱水蒸気にし、前記過熱水蒸気を炊飯時又は／及び保温時の熱源として活用することを特徴とした請求項１に記載の炊飯器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６４２２（Ｐ２０１２−１６４２２Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５４５６９（Ｐ２０１０−１５４５６９）
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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