説明

炊飯器

【課題】大気圧以上の蒸気を鍋内に投入し、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることができ、蒸気温度が安定しご飯温度の乾燥がなくおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供すること。
【解決手段】蒸気を発生する蒸気発生手段24から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに、蒸気の圧力と流速を増大させて過熱蒸気を生成する蒸気過熱手段15で生成された過熱蒸気を鍋2内へ排出し、蒸気過熱手段15は、複数のフィン43からなる螺旋構造をした蒸気流路45を蒸気が通過するようにしたことにより、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることができ、蒸気温度が安定したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することができる。また、蒸気過熱手段によって蒸気温度を安定化させることができ、加熱板の温度を上げ過ぎる必要がないため炊きむらが生じることがない。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は過熱蒸気を用いた、特に炊飯性能の向上した炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般的な家庭用の炊飯器においては、鍋底部に配置した、鍋内の米と水を加熱するための鍋加熱手段が主な加熱手段である。ご飯をおいしく炊くためには、米の澱粉を十分に糊化させることが重要である。特に、追い炊き時に高温で米を加熱することで澱粉の糊化が進み、ご飯の甘み及び香りが増す。しかし、追い炊き時には水がほぼ無くなった状態であるため、鍋加熱手段による追い炊き加熱を継続すると、鍋底付近のご飯が焦げてしまうため、加熱を弱めざるを得なかった。
【0003】
そこで、鍋加熱手段による加熱に加えて、鍋上方から高温の蒸気を鍋内に噴射し米飯及び水の加熱を行う炊飯器が発明されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
図13は、特許文献1に記載された従来の炊飯器の断面図を示すものである。図13に示すように、炊飯器本体91と、本体91に着脱自在に内装される鍋92と、鍋92の上面を開閉自在に覆う蓋93と、鍋を加熱する鍋加熱手段94と、本体91に内装される蒸気発生手段95と、水タンク96と、水タンク加熱手段97と、蒸気管98と、蒸気孔99から構成されている。
【0005】
水タンク96内の水は、水タンク加熱手段97によって加熱され、沸騰する。水タンク96で発生した水蒸気は、蒸気管98を通って蒸気孔99から鍋92に供給される。この構成により、上層のご飯を乾燥させることなく、鍋92内に温度の高い蒸気を炊きあげ終了後すぐに供給して糊化を促進させるので、鍋内全体にわたってご飯の食味を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−144308号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、前記従来の構成では、大気圧の蒸気を鍋内に投入するため、ご飯全体に蒸気が行き渡らず、炊きむらが生じることがあった。また、よりご飯の糊化を促進させるために、水タンク及び水タンク加熱手段を鍋と別個に設け、水タンクで発生させた蒸気を加熱板で100℃以上に過熱し鍋内に投入する過熱蒸気炊飯器は、蒸気温度の安定化と加熱板の温度を上げ過ぎるとご飯表面が乾燥するという課題を有していた。
【0008】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、大気圧以上の蒸気を鍋内に投入し、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることができ、蒸気温度が安定しご飯温度の乾燥がなくおいしいご飯を炊くことができる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】
【0009】
前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、蒸気を発生する蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに蒸気の圧力と流速を増大させて過熱蒸気を生成する蒸気過熱手段と、前記蒸気過熱手段で生成された前記過熱蒸気を前記鍋内へ排出する過熱蒸気投入管とを有し、前記蒸気過熱手段は、複数のフィンか
らなる螺旋構造をした蒸気流路を蒸気が通過するようにしたものである。
【0010】
これによって、大気圧よりも圧力が高い過熱蒸気を鍋内に勢いよく投入するので、蒸気が鍋全体に拡散し、炊きむらを防いで、米の糊化を促進し、甘みが増したおいしいご飯を炊くことができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明の炊飯器は、蒸気発生手段から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに蒸気の圧力と流速を増大させて鍋内に勢いよく投入することで、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることができ、蒸気温度が安定したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することができる。
【0012】
また、蒸気過熱手段によって蒸気温度を安定化させることができ、加熱板の温度を上げ過ぎる必要がないため炊きむらが生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施の形態1における炊飯器の模式断面図
【図2】本発明の実施の形態1における炊飯器の蓋の一部破断上面図
【図3】本発明の実施の形態1における蒸気過熱手段に蒸気供給管及び過熱蒸気投入管が取り付けられた状態を示す斜視図
【図4】本発明の実施の形態1における蒸気過熱手段に蒸気供給管及び過熱蒸気投入管が取り付けられた状態を示す模式断面図
【図5】本発明の実施の形態1における蒸気過熱手段の取付構造を示す斜視図
【図6】本発明の実施の形態1における蒸気過熱手段の取付構造を示す模式断面図
【図7】本発明の実施の形態1における固定部材の変形例を示す斜視図
【図8】本発明の実施の形態1における蒸気過熱手段及び固定部材の周囲にシート状の断熱部材を配置した状態を示す模式断面図
【図9】本発明の実施の形態1における蒸気過熱手段の取付構造の変形例を示す模式断面図
【図10】本発明の実施の形態1における蒸気過熱手段に蒸気供給管及び過熱蒸気投入管が取り付けられた別態様の状態を示す模式断面図
【図11】本発明の実施の形態2における蒸気過熱手段に蒸気供給管及び過熱蒸気投入管が取り付けられた状態を示す模式断面図
【図12】本発明の実施の形態における蒸気過熱手段のケース軸方向における表面温度分布を示したグラフ
【図13】従来の炊飯器の断面図
【発明を実施するための形態】
【0014】
第1の発明は上面が開口した本体と、前記本体内に着脱自在に収納される鍋と、前記本体を開閉自在に覆う蓋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、蒸気を発生する蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに蒸気の圧力と流速を増大させて過熱蒸気を生成する蒸気過熱手段と、前記蒸気過熱手段で生成された前記過熱蒸気を前記鍋内へ排出する過熱蒸気投入管とを有し、前記蒸気過熱手段は、複数のフィンからなる螺旋構造をした蒸気流路を蒸気が通過するようにしたことにより、大気圧以上の温度が安定した蒸気を鍋内に投入し、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることでおいしいご飯を炊くことができる。
【0015】
すなわち、蒸気発生手段から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに蒸気の流速を増大させて鍋内に勢いよく投入することで、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることができ、蒸気温度が安定したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することがで
きる。また、蒸気過熱手段によって蒸気温度を安定化させることができ、加熱板の温度を上げ過ぎる必要がないため炊きむらが生じることがない。
【0016】
第2の発明は、特に、第1の発明の前記蒸気過熱手段は、吸気口と、排気口と、蒸気加熱手段と、蒸気流路と、前記蒸気加熱手段と前記蒸気流路とを収納するケースを備え、前記蒸気流路は、前記蒸気加熱手段の周囲に複数のフィンを取り付けた螺旋構造を有し、前記蒸気流路の断面積は同等かもしくは排気口に近づくにつれて狭くなるようにし、前記吸気口から導入された蒸気は、前記蒸気流路を通過して過熱蒸気となり、前記排気口から前記鍋内に排出されるようにしたことにより、過熱蒸気の流速を増大させるとともに効率的に過熱蒸気を生成させることができる。
【0017】
すなわち、吸気口から導入された蒸気が蒸気流路を通過しながら加熱されると体積膨張する。蒸気流路の断面積は、同等かもしくは排気口に近づくにつれて狭くなる構成であるため、排気口に近づくにつれて加熱蒸気の圧力は大気圧よりも高くなるとともに過熱蒸気の流速は速くなる。
【0018】
過熱蒸気の流速が排気口に近づくにつれて速くなると、フィンからの熱伝達が大きくなり熱交換効率が大きくなることで効率的に過熱蒸気を生成させることができる。
【0019】
よって、最適な温度の過熱蒸気を生成しかつ圧力と流速を増大させることで、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせ、よりご飯の糊化を促進しおいしいご飯を炊くことができる。
【0020】
第3の発明は、特に、第1の発明の前記蒸気過熱手段は、吸気口と、排気口と、蒸気加熱手段と、蒸気流路と、前記蒸気加熱手段と前記蒸気流路とを収納するケースを備え、前記蒸気流路は、連通する第1の蒸気流路および第2の蒸気流路から成り、前記蒸気加熱手段の周囲に複数のフィンを取り付けた多重螺旋構造を有し、前記複数のフィンの間隔は同等かもしくは排気口に近づくにつれて狭くなるようにし、前記第1の蒸気流路と前記第2の蒸気流路を流れる蒸気は互いに逆方向に流れる対向流とし、前記吸気口から導入された前記蒸気は、前記第1の蒸気流路および前記第2の蒸気流路を通過して過熱蒸気となり、前記排気口から前記鍋内に排出されるようにしたことにより、蒸気流路のフィンの温度が均一化されることでケース外側表面の温度も均一化され、炊飯器内部に内装する場合の安全性が向上するとともに小型化にも寄与する。
【0021】
すなわち、吸気口から第1の蒸気流路に導入された蒸気と、第2の蒸気流路の排気口付近の過熱蒸気の間で熱交換されることで、蒸気が一方向に流れる場合に問題となる排気口付近のケース温度が吸気口付近のケース温度よりも大幅に高いという現象が生じない。
【0022】
よって、蒸気過熱手段の断熱構成や安全構成などの設計が容易であり、構成を簡素化することで蒸気過熱手段の小型化を図ることができ炊飯器本体の小型化にも寄与するものである。
【0023】
第4の発明は、特に、第1〜3のいずれか1つの発明の前記フィンの外周に金属薄板を巻きつけたことにより、金属薄板のパッキンとしての効果によりフィン間の過熱蒸気のショートカットを防ぎ蒸気の加熱効率を上げることができるとともに、蒸気がケースと直接接触することがなくなるため、ケースの高温酸化劣化を防ぐことができるものである。
【0024】
第5の発明は、特に、第4の発明の前記金属薄板と前記ケースとの間に断熱材を設けたことにより、ケースからの放熱を低減し蒸気の加熱効率を上げることができるとともに、金属薄板とケースとの間においてパッキンの役割を果たすものである。
【0025】
第6の発明は、特に、第1〜5のいずれか1つの発明の前記蒸気過熱手段を断熱材で覆う構成としたことにより、熱損失を低減し蒸気の加熱効率を向上させることができるものである。
【0026】
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。
【0027】
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における炊飯器の模式断面図、図2は、本発明の第1の実施の形態における炊飯器の蓋の一部破断上面図を示すものである。
【0028】
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、米と水が入れられる鍋2とを備えている。炊飯器本体1の上部には、炊飯器本体1の上部開口部を開閉可能な中空構造の蓋3が取り付けられている。蓋3の内側(鍋2の開口部を覆う側)には、鍋2の上部開口部を密閉可能な略円盤状の加熱板(内蓋ともいう)4が着脱可能に取り付けられている。
【0029】
炊飯器本体1の鍋収納部1aは、上枠1bとコイルベース1cとで構成されている。上枠1bは、収納された鍋2の側壁に対して所定の隙間が空くように配置される筒状部分1baと、筒状部分1baの上部から外方に突出し炊飯器本体1の上部開口部の内周部に嵌合するフランジ部1bbとを備えている。また、フランジ部1bbには、水タンク5を収納する水タンク収納部1bcが形成されている。
【0030】
水タンク5は、蒸気を生成するための水を入れる有底筒状の容器である。水タンク収納部1bcの外周面には、水タンク5を加熱(誘導加熱)する水タンク加熱手段の一例である水タンク加熱コイル6が取り付けられている。なお、水タンク加熱コイル6に代えて、ヒータにより水タンク5を加熱するように構成されてもよい。蒸気発生手段24は、水タンク5と水タンク加熱コイル6とから成る。
【0031】
水タンク加熱コイル6が水タンク5を加熱することにより、水タンク5内の水が沸騰して、約100℃の蒸気が生成される。また、水タンク収納部1bcの側部には開口が設けられている。当該開口部分には、水タンク5の温度を測定するための水タンク温度検知手段7が、水タンク収納部1bcに収納された水タンク5の側部に当接可能に配置されている。
【0032】
コイルベース1cは、鍋2の下部の形状に対応して有底筒状に形成され、その上部が上枠1bの筒状部分1baの下端部に取り付けられている。コイルベース1cの外周面には、鍋2を加熱(誘導加熱)する鍋加熱手段の一例である鍋底加熱ユニット8が取り付けられている。鍋底加熱ユニット8は、底内加熱コイル8aと底外加熱コイル8bとで構成されている。
【0033】
底内加熱コイル8a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いる。底外加熱コイル8b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。
【0034】
コイルベース1cの底部の中央部分には開口が設けられている。当該開口部分には、鍋2の温度を測定するための鍋温度検知手段の一例である鍋温度センサ9が、鍋収納部1aに収納された鍋2の底部に当接可能に配置されている。鍋2の温度は鍋2内の被炊飯物の温度と略同じであるので、鍋温度センサ9が鍋2の温度を検知することで、鍋2内の被炊
飯物の温度を知ることができる。
【0035】
蓋3は、蓋3の外郭を構成する上外郭部材3aと下外郭部材(蓋カバーともいう)3bとを備えている。また、蓋3は、ヒンジ軸3Aを備えている。ヒンジ軸3Aは、蓋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固定されている。
【0036】
蓋3には、その中央部付近を蓋3の厚み方向に貫通するように貫通穴3cが設けられ、当該貫通穴3cに蒸気筒10が着脱可能に取り付けられている。蒸気筒10の上壁及び底壁には、鍋2内の余分な蒸気を炊飯器の外部に排出できるように、蒸気逃がし孔10a,10bが設けられている。
【0037】
蓋3の加熱板4側の貫通穴3cの周囲には、環状のパッキン11が取り付けられている。パッキン11は、加熱板4が蓋3に取り付けられたときに、加熱板4に設けられた蒸気逃がし孔4aの周囲に密着するように設けられている。
【0038】
また、蓋3には、加熱板4の温度を検知する加熱板温度検知手段の一例である加熱板温度センサ12が取り付けられている。蓋3の底壁となる下外郭部材3bの内面(蓋内側)には、加熱板4を誘導加熱する加熱板加熱手段の一例である加熱板加熱コイル13が取り付けられている。
【0039】
加熱板4は、誘導加熱が可能なステンレスなどの磁性体金属で構成されている。加熱板4の外周部の鍋2側の面には、環状のパッキン14が取り付けられている。パッキン14は、蓋3が閉状態にあるときに鍋2のフランジ部に密着するように設けられている。
【0040】
また、蓋3の内部には、鍋2内に100℃を超える過熱蒸気を投入するための蒸気過熱手段15が設けられている。蒸気過熱手段15の取付構造については、後で詳細に説明する。
【0041】
蒸気過熱手段15は、水タンク5で発生した約100℃の蒸気を加熱して過熱蒸気を生成可能に構成されている。蒸気過熱手段15には、蒸気供給管16と過熱蒸気投入管17とが接続されている。また、蒸気過熱手段15には、蒸気過熱手段15で生成された過熱蒸気の温度を検知する過熱蒸気温度検知手段の一例である過熱蒸気温度センサ18が当接している。
【0042】
蒸気供給管16は、蓋3が閉状態にあるときに水タンク5内と連通し、水タンク5内で発生した蒸気を蒸気過熱手段15へ導くように設けられている。蒸気供給管16の水タンク5側の端部には、環状のパッキン19が取り付けられている。パッキン19は、蓋3が閉状態にあるときに水タンク5のフランジ部に密着するように設けられている。
【0043】
過熱蒸気投入管17は、蓋3が閉状態にあるときに加熱板4に設けられた過熱蒸気投入孔4bを通じて鍋2内と連通し、蒸気過熱手段15で生成された過熱蒸気を鍋2内へ投入するように設けられている。余分の蒸気は蒸気筒10を通じて外部に排出される。蒸気供給管16や過熱蒸気投入管17を加熱する加熱手段(例えば誘導加熱コイル)を更に設けても良い。
【0044】
過熱蒸気投入管17の鍋2側の端部には、環状のパッキン20が取り付けられている。パッキン20は、蓋3が閉状態にあるときに内蓋4の過熱蒸気投入孔4bの周囲に密着するように設けられている。
【0045】
また、蓋3には、炊飯コース、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
どの表示部21と、白米コースや玄米コース、白米(柔らかめ)コースなどの複数の炊飯コースの中から特定の炊飯コースを選択可能な炊飯コース選択部の一例である操作部22とが設けられている。
【0046】
操作部22は、炊飯コースの選択の他、炊飯の開始、取り消し、予約などの実行を指示できるように、炊飯開始ボタンなどの複数のボタンで構成されている。使用者は、表示部21の表示内容を参照しつつ、操作部22にて特定の炊飯コースを選択し、炊飯開始を指示することができる。
【0047】
炊飯器本体1の内部には、制御手段23が搭載されている。制御手段23は、米を炊飯するための炊飯シーケンスを複数記憶する記憶部を備えている。ここで、「炊飯シーケンス」とは、前炊き、炊き上げ、沸騰維持、蒸らしの主として4つの工程からなり、各工程を順に行うにあたって、各工程において通電時間、加熱温度、加熱時間、加熱出力等が予め決められている炊飯の手順をいう。各炊飯シーケンスは、複数の炊飯コースのいずれかにそれぞれ対応している。
【0048】
制御手段23は、操作部22にて選択された炊飯コース及び各温度センサ7,9,及び12の検知温度に基づいて、各部及び各装置の駆動を制御し、炊飯工程を実行する。また、制御手段23は、操作部22にて選択された炊飯コース及び過熱蒸気温度センサ18の検知温度に基づいて、過熱蒸気を蒸気過熱手段15に生成させる。
【0049】
次に、図3〜図6を参照しつつ、蒸気過熱手段15の取付構造及び内部構造について、更に詳細に説明する。図3は、蒸気過熱手段15に蒸気供給管16及び過熱蒸気投入管17が取り付けられた状態を示す斜視図であり、図4は、その模式断面図である。図5は、蒸気過熱手段15の取付構造を示す斜視図であり、図6は、その模式断面図である。
【0050】
ヒータ42は、発熱部42Bがケース41内に配置されるようにケース41の一方の側壁41aを貫通し、先端部42Aがケース41の他方の側壁41bと接触(嵌合)するように設けられている。
【0051】
ケース41には、蒸気供給管16を通じて供給される蒸気を取り込む蒸気取込口41cと、過熱蒸気を過熱蒸気投入管17へ排出する過熱蒸気排出口41dとが設けられている。蒸気取込口41cと過熱蒸気排出口41dとは、ヒータ42の発熱部42Bの近傍に配置されている。より具体的には、蒸気取込口41cと過熱蒸気排出口41dとは、ヒータ42の発熱部42Bと対向するように配置されている。
【0052】
また、ヒータ42の発熱部42Bの周囲には、金属板などで構成されるフィン43が螺旋状に設けられている。これにより、フィン43に沿って螺旋状に蒸気を移動させることができ、ヒータ42の発熱部42Bとフィン43とケース41の内壁とで蒸気流路45が形成される。
【0053】
図5及び図6に示すように、ケース41の外周面には、係合部の一例である係合爪44が形成されている。係合爪44は、固定部材33に設けられた被係合部の一例である係合孔33aに係合している。
【0054】
固定部材33は、平面視においてケース41の略全体を覆うように形成された金属製(好ましくは無機物)の板状部材である。固定部材33は、蓋3の下外郭部材3bに立設された複数のボス3dにネジなどの締結部材34により固定されている。
【0055】
すなわち、蒸気過熱手段15は、上外郭部材3aと下外郭部材3bとに直接接しないよ
うに固定部材33を介して蓋3の下外郭部材3bに取り付けられている。また、蒸気過熱手段15は、係合爪44でのみ固定部材33と接触し、固定部材33により懸架されている。
【0056】
以上のように構成された本発明の実施の形態の炊飯器の炊飯工程における動作を、蒸気発生手段24と蒸気過熱手段15の動作に着目して説明する。
【0057】
使用者が、炊飯を行う米とその米量に対応する水とを鍋2に入れ、炊飯器本体1に内装する。更に、水タンク5に所定量の水を入れ、炊飯器本体1に内装する。使用者が操作部22の炊飯開始ボタンを操作して炊飯開始を指示すると炊飯工程が実施される。
【0058】
炊飯工程は、前述したように、時間順に前炊き、炊き上げ、沸騰維持、蒸らしの主として4つの工程に大分される。
【0059】
前炊き工程において、鍋2の温度が米の吸水に適した温度になるように鍋底加熱ユニット8を制御し、鍋内の米と水とを加熱する。
【0060】
次に、炊き上げ工程において、鍋2の温度が所定値(100℃)になるまで鍋底加熱ユニット8によって鍋2を所定の熱量で加熱する。この時の温度上昇速度によって、炊飯量を判定する。
【0061】
沸騰維持工程において、鍋2の水が無くなり、鍋2の温度が100℃を超えた所定値になるまで、鍋底加熱ユニット8及び加熱板加熱コイル13に通電し、米と水を加熱する。最後に蒸らし工程において、一定時間の間に複数回、炊飯量に応じた鍋底加熱ユニット8及び加熱板加熱コイル13による加熱(追い炊き)と加熱の停止(休止)を繰り返す。
【0062】
蒸らし工程(追い炊き時と休止時)において、蒸気発生手段24から発生した蒸気を蒸気過熱手段15で過熱し鍋2内へ過熱蒸気を供給する。
【0063】
本実施の形態における過熱蒸気供給の動作について、詳述する。
【0064】
前炊き工程では、炊き上げ工程及び沸騰維持工程に比べ各加熱手段への通電量が少なく、炊飯器全体の消費電力が小さいので、前炊き工程において水タンク加熱コイル6に通電し、水タンク5内の水を予熱しておく。その後、炊き上げ工程及び沸騰維持工程では、水タンク加熱コイル6には通電しない。
【0065】
沸騰維持工程終了後、蒸らし工程に移行すると、鍋底加熱ユニット8及び加熱板加熱コイル13による加熱を停止し、水タンク加熱コイル6に通電する。水タンク5内の水は予熱されているので、速やかに沸騰して蒸気供給管16に蒸気が導入される。
【0066】
ヒータ42は、沸騰維持工程終了間際に通電され、蒸気流路45を過熱蒸気温度センサ18から得られる値をもとに所定の温度に予熱する。これによって、蒸気取込口41cから取り込まれた蒸気は、蒸気流路45を通過する際に加熱されて温度が上昇し、過熱蒸気排出口41dから過熱蒸気投入管17へ排出される蒸気の温度は100℃以上に上昇する。
【0067】
蒸気取込口41cから導入された蒸気が蒸気流路45を通過しながら加熱されると体積膨張する。蒸気流路45の断面積は、同等かもしくは過熱蒸気排出口41dに近づくにつれて狭くなる構成であるため、過熱蒸気排出口41dに近づくにつれて加熱蒸気の圧力は大気圧よりも高くなるとともに過熱蒸気の流速は速くなる。
【0068】
過熱蒸気の流速が過熱蒸気排出口41dに近づくにつれて速くなると、ヒータ42およびフィン43からの熱伝達が大きくなり熱交換効率が大きくなることで効率的に過熱蒸気を生成させることができる。
【0069】
よって、最適な温度の過熱蒸気を生成しかつ圧力と流速を増大させることで、鍋2内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせ、よりご飯の糊化を促進しおいしいご飯を炊くことができる。
【0070】
使用者は、炊飯開始前に炊飯器の操作部22を操作し、炊飯する米の銘柄を制御手段23に指定できる。制御手段23は指定された銘柄が、柔らかく炊ける性質の米(魚沼産コシヒカリ、宮城産ササニシキなど)か、標準的な性質の米(一般のコシヒカリ、ササニシキ、夏場の魚沼産コシヒカリ、新米のきらら397など)か、硬く炊ける性質の米(きらら397、夏場のコシヒカリ、ササニシキなど)か判断し、蒸らし工程における高温蒸気の投入時間と温度とを制御する。高温蒸気の投入時間は、水タンク加熱コイル6の通電率及び/又は通電量によって制御し、米の性質に合わせて最適な炊飯を行う。高温蒸気の温度は、ヒータ42の通電率及び/又は通電量によって制御する。
【0071】
本実施の形態では、制御手段23は蒸らし工程において、米が、柔らかく炊ける性質の米の場合、180℃の高温蒸気を1分間、鍋2に供給し、標準的な性質の米の場合200℃の高温蒸気を2分間鍋2に供給する。硬く炊ける性質の米の場合、220℃の高温蒸気を3分間、鍋2に供給する。
【0072】
蒸らし工程において、大気圧以上の過熱蒸気は水分子の状態で凝集することなく、鍋2内の米の隙間を通り、鍋2の下部まで行き渡り、米一粒一粒に伝熱する。従って、ご飯の温度が高温に保たれ糊化が進み、ご飯の甘み及び香りが増し、鍋内全体にわたってご飯の食味を向上させることができる。
【0073】
また、過熱蒸気を供給しながら、鍋底加熱ユニット8及び加熱板加熱コイル13による追い炊き加熱を行うことで、ご飯の乾燥と焦げとを抑えることができる。
【0074】
炊飯工程終了後は、保温工程に移行し、鍋内の温度を70℃に近づけるように鍋底加熱ユニット8及び加熱板加熱コイル13への通電を制御する。使用者が操作部22の再加熱スイッチを操作すると、制御手段23は水タンク加熱コイル6とヒータ42とを駆動し、蒸らし工程と同様に過熱蒸気を発生させる。そして、高温蒸気が鍋2内に供給される。
【0075】
炊飯工程終了後、再加熱スイッチが操作されるまではご飯は乾燥していくが、過熱蒸気による再加熱を行うことで、ご飯の水分量は炊飯工程終了時と同程度まで増加する。更に、保温中に発生する不快なにおいが過熱蒸気による加熱で低減する。
【0076】
本実施の形態では、大気圧の鍋内に大気圧以上の高温蒸気を投入するので、ご飯全体に高温蒸気が当たり、炊きむらを防止できる。更に、大気圧の蒸気を鍋内に投入する従来の炊飯器に比べて、少ない蒸気量でご飯を十分に糊化することができる。
【0077】
本実施の形態では、蒸らし工程及び保温工程において高温蒸気を鍋2内に供給したが、他の工程で高温蒸気を鍋2内に供給しても良い。前炊き工程及び炊き上げ工程において高温蒸気を鍋2内に供給すれば、鍋2内の温度を短時間で上げることができる。沸騰維持工程において高温蒸気を鍋2内に供給すれば、おねばに蒸気が当たるので、吹きこぼれを防止できる。
【0078】
水タンク5を、鍋2と一体に形成しても良い。水タンク5を鍋2と一体化した場合、使用者が手入れする部品の点数を低減できる。更に、鍋2に米と水とを入れる時に同時に水タンク5に給水できるので、使用者の炊飯準備動作を簡略化できる。
【0079】
本実施の形態では、蒸気過熱手段15と蒸気供給管16及び蒸気過熱手段15と過熱蒸気投入管17とが弾性を有する断熱部材31,32を介して接続されているので、蒸気過熱手段15で発生した熱が蒸気供給管16及び過熱蒸気投入管17の全体に拡散することを抑えることができる。
【0080】
また、蒸気過熱手段15が上外郭部材3aと下外郭部材3bとに直接接しないように固定部材33を介して下外郭部材3bに取り付けられているので、蒸気過熱手段15で発生した熱の一部を固定部材33で拡散して、下外郭部材3bに伝達される熱量を減少させることができる。従って、蓋3の外郭部材の変形等を抑えて、過熱蒸気の温度を一層高く(例えば200℃以上に)することができる。
【0081】
また、本実施の形態では、蒸気過熱手段15が係合爪44でのみ固定部材33と接触するようにしているので、固定部材33と蒸気過熱手段15との接触面積を減らすことができる。また、固定部材33により蒸気過熱手段15を懸架するように構成しているので、ケース41の外周面からも熱を拡散させることができる。これにより、固定部材33が過剰に温度上昇することを抑え、蓋3の外郭部材の変形等を一層抑えることができる。
【0082】
また、本実施の形態によれば、平面視においてケース41の略全体を覆うように固定部材33を形成しているので、蒸気過熱手段15で発生した熱が上外郭部材3aに伝達されるのを抑える遮蔽板として固定部材33を機能させることができる。これにより、炊飯中であっても使用者が触れることができる上外郭部材3aが高温になることを抑えることができる。従って、火傷の危険性を一層抑えることができる。
【0083】
また、本実施形態によれば、100℃の蒸気の生成を蒸気過熱手段15とは別の装置で行うようにしているので、ヒータ42の出力を低くすることができ、蒸気過熱手段15の小型化を実現することができる。また、蒸気過熱手段15のケース41内には、水を供給する必要がないので、ケース41内に水垢が付着して熱効率が低下することも抑えることができる。
【0084】
また、本実施の形態によれば、ヒータ42の先端部42Aがケース41の側壁41bと接触するように設けているので、ヒータ42の熱がケース41に直接伝達され、ケース41内の蒸気を、ヒータ42とケース41の内面の両方から効率良く加熱することができる。
【0085】
これにより、過熱蒸気の温度を一層高くするとともに装置の小型化を実現することができる。なお、ヒータ42の先端部42Aとケース41の側壁41bとを接触させた場合、それらを接触させない場合と比べて、例えば70〜80℃程度、ケース41の温度を上昇させることができる。
【0086】
なお、ヒータ42とケース41とは、互いに形状が異なるので、熱が冷えたときの熱応力による膨張又は収縮より、ヒータ42とケース41との接続部分が壊れることが起こり得る。このため、ヒータ42の先端部42Aは、ケース41の側壁41bに一体的に固定するのではなく嵌合又は当接させることが好ましい。これにより、ヒータ42とケース41との接続部分が壊れることを抑えることができる。
【0087】
また、本実施の形態によれば、蒸気取込口41cと過熱蒸気排出口41dが、ヒータ4
2の発熱部42Bの範囲に配置されているので、蒸気取込口41cから取り込まれた蒸気と発熱部42Bとの温度差が大きいことによって効率良く熱交換がなされる。また、過熱蒸気が過熱蒸気排出口41dから排出されるまでに、発熱部42Bの範囲で顕熱作用で温度を効率良く上昇させることができる。
【0088】
なお、これに対して、発熱部42B以外のところに蒸気取込口41cと過熱蒸気排出口41dとが設けられると、蒸気の温度が冷えて、加熱効率が下がることになる。本実施の形態では、ヒータ42を小型化することも踏まえて、加熱効率の良い構成としている。
【0089】
また、本実施の形態によれば、ヒータ42の周囲にフィン43を螺旋状に設けているので、フィン43に沿って螺旋状に蒸気を移動させることができ、蒸気の移動経路を長くすることができる。
【0090】
また、蒸気は、ヒータ42の熱が伝達されたフィン43からも加熱されることになるので、蒸気と熱源(ヒータ42及びフィン43)との接触面積が大きくなる。従って、ヒータ42の熱を効率良く蒸気に与えることができ、蒸気の加熱効率を一層向上させることができる。また、ヒータ42を小型化することも可能になる。
【0091】
なお、ケース41とフィン43とが接触するように構成した場合、量産時において、特にケース41とフィン43との接触部分に寸法バラツキが生じやすい。この場合、過熱蒸気排出口41dから排出される過熱蒸気の温度にバラツキが生じる。このため、ケース41とフィン43とは非接触であることが好ましい。
【0092】
但し、ケース41とフィン43との隙間を大きくすると、フィン43に沿って流れずに当該隙間を通じて流れる蒸気の量が多くなり、蒸気の加熱効率が低下する。このため、ケース41とフィン43との隙間は、出来る限り小さく(例えば1.5mm以下に)することが好ましい。
【0093】
また、蒸気に塩化カルシウムや塩化マグネシウムなどの成分が含まれている場合、それらの成分がケース41やフィン43に付着して堆積すると、蒸気が流れ難く(あるいは流れなく)なる。このため、蒸気に触れる部分であるフィン43及びケース41の材質としては、蒸気による酸化、腐蝕、応力腐蝕割れ等が発生しないように、オーステナイト系の高耐食の材質を選定することが好ましい。
【0094】
また、ケース41内で過熱蒸気を生成した場合、ケース41内は高圧(1.02気圧程度)になる。このため、ケース41とヒータ42との接続部分などの各接続部分をシールする部材は、一般に使用されるシリコンやフッ素などのゴム部材ではなく、ニッケル蝋などを用いて蝋付けすることが好ましい。
【0095】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、前記では、蒸気過熱手段15に供給する蒸気を、水タンク5内の水を加熱することにより生成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、炊飯中に鍋2内で発生した蒸気を蒸気過熱手段15に供給するようにしてもよい。
【0096】
また、前記では、ケース41と下外郭部材3bとの間を空気層としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ケース41と下外郭部材3bとの間に、空気よりも熱伝導率が低いシート状(好ましくは無機物性)の断熱部材、例えばシリカ性断熱部材を設けてもよい。
【0097】
また、図7に示すように、ケース41及び固定部材33の全体を覆うようにシート状の
断熱部材35を設けてもよい。この場合、ケース41と上外郭部材3a、及びケース41と下外郭部材3bの間に断熱部材35が配置されるので、上外郭部材3a及び下外郭部材3bの変形等を一層抑えることができる。従って、過熱蒸気の温度を一層高くすることができる。
【0098】
また、蒸気過熱手段15は固定部材33に懸架されているので、断熱部材35には蒸気過熱手段15の自重がかからない。従って、断熱部材35が蒸気過熱手段15の自重により圧縮されて断熱性能が低下するようなことがない。
【0099】
また、前記では、固定部材33を上外郭部材3aと下外郭部材3bとの間にのみ配置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図8に示すように、蒸気過熱手段15の外周面を覆う略筒状部分33Aを有するように固定部材33を構成してもよい。
【0100】
この場合、蒸気過熱手段15から上外郭部材3a及び下外郭部材3bに伝達される熱の一部を、略筒状部分33Aで遮蔽することができるので、上外郭部材3a及び下外郭部材3bの変形等を一層抑えることができる。
【0101】
また、前記では、固定部材33により蒸気過熱手段15を懸架するように構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図9に示すように、蒸気過熱手段15は、固定部材33の略筒状部分33Aの底部に立設されたボス33Aaに取り付けられてもよい。
【0102】
また、前記では、小型化の為、固定部材33をケース41の形状に沿わせるように形成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、固定部材33は、平板状であってもよい。
【0103】
図10は、本発明の第1の実施の形態における蒸気過熱手段に蒸気供給管及び過熱蒸気投入管が取り付けられた別態様の状態を示す模式断面図を示すものである。
【0104】
ヒータ42の発熱部42Bの周囲には、金属板などで構成されるフィン43が螺旋状に設けられ、フィン43の外周を金属薄板46が巻回している。また、金属薄板46とケース41の間にはセラミックペーパーからなる断熱材(第1の断熱材)47が設けられ、ケース41を覆うようにセラミックファイバーからなる断熱材(第2の断熱材)49が設けられる。
【0105】
フィン43の外周に金属薄板46を巻きつけることにより、金属薄板46のパッキンとしての効果によりフィン43間の過熱蒸気のショートカットを防ぎ蒸気の加熱効率を上げることができるとともに、蒸気がケース41と直接接触することがなくなるため、ケース41の高温酸化劣化を防ぐことができるものである。
【0106】
また、金属薄板46とケース41との間に断熱材(第1の断熱材)47を設けることにより、ケース41からの放熱を低減し蒸気の加熱効率を上げることができるとともに、金属薄板46とケース41との間においてパッキンの役割を果たすものである。
【0107】
また、蒸気過熱手段15を断熱材(第2の断熱材)49で覆う構成とすることにより、熱損失を低減し蒸気の加熱効率を向上させることができるものである。
【0108】
(実施の形態2)
図11は、本発明の第2の実施の形態における蒸気過熱手段に蒸気供給管及び過熱蒸気投入管が取り付けられた状態を示す模式断面図を示すもので、矢印で蒸気の流れを示している。
【0109】
本実施の形態の蒸気過熱手段15は、第1の実施の形態の蒸気過熱手段15の蒸気流路を2重螺旋構造に変更したものである。その他の構成は第1の実施の形態と同等であるので、共通の部分には同一の符号を用い、その説明を省略する。
【0110】
ヒータ42の発熱部42Bの周囲には、金属板などで構成されるフィン(第1のフィン)43aおよびフィン(第2のフィン)43bが2重螺旋状に設けられている。これにより、フィン43に沿って螺旋状に蒸気を移動させることができ、ヒータ42の発熱部42Bとフィン43aおよびフィン43bとケース41の内壁とで蒸気流路45が形成される。また、フィン43aおよびフィン43bの外周を金属薄板46が巻回している。
【0111】
ヒータ42の発熱部42Bとフィン43aとケース41の内壁とで形成される蒸気流路を蒸気流路(第1の蒸気流路)45a、フィン43bで形成される蒸気流路を蒸気流路(第2の蒸気流路)45bとする。蒸気流路(第1の蒸気流路)45aと蒸気流路(第2の蒸気流路)45bは連通する。
【0112】
ヒータ42は、沸騰維持工程終了間際に通電され、蒸気流路(第1の蒸気流路)45aおよび蒸気流路(第2の蒸気流路)45bを過熱蒸気温度センサ18から得られる値をもとに所定の温度に予熱する。これによって、蒸気取込口41cから取り込まれた蒸気は、蒸気流路(第1の蒸気流路)45aおよび蒸気流路(第2の蒸気流路)45bを通過する際に加熱されて温度が上昇し、過熱蒸気排出口41dから過熱蒸気投入管17へ排出される蒸気の温度は100℃以上に上昇する。
【0113】
蒸気取込口41cから導入された蒸気が蒸気流路(第1の蒸気流路)45aおよび蒸気流路(第2の蒸気流路)45bを通過しながら加熱されると体積膨張する。蒸気流路(第1の蒸気流路)45aおよび蒸気流路(第2の蒸気流路)45bの断面積は、同等かもしくは過熱蒸気排出口41dに近づくにつれて狭くなる構成であるため、過熱蒸気排出口41dに近づくにつれて加熱蒸気の圧力は大気圧よりも高くなるとともに過熱蒸気の流速は速くなる。
【0114】
過熱蒸気の流速が過熱蒸気排出口41dに近づくにつれて速くなると、ヒータ42およびフィン43からの熱伝達が大きくなり熱交換効率が大きくなることで効率的に過熱蒸気を生成させることができる。
【0115】
また、蒸気流路(第1の蒸気流路)45aと蒸気流路(第2の蒸気流路)45bを流れる蒸気が互いに逆方向に流れる対向流とすることで、効率的に過熱蒸気を生成させることができる。
【0116】
よって、最適な温度の過熱蒸気を生成しかつ圧力と流速を増大させることで、鍋2内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせ、よりご飯の糊化を促進しおいしいご飯を炊くことができる。
【0117】
図12は、第1の実施の形態における別態様の単純螺旋形状の蒸気過熱手段15と本実施の形態における蒸気過熱手段15のケース軸方向における表面温度分布をグラフにしたものである。過熱蒸気排出口41dから離れるほど、ケース軸方向の距離が大きくなるものとする。
【0118】
図12に示すように、蒸気流路(第1の蒸気流路)45aおよび蒸気流路(第2の蒸気流路)45bのフィン43aおよびフィン43bの温度が均一化されることで、ケース41外側表面の温度も均一化されていることが分かる。
【0119】
すなわち、蒸気取込口41cから蒸気流路(第1の蒸気流路)45aに導入された蒸気と、蒸気流路(第2の蒸気流路)45bの過熱蒸気排出口41d付近の過熱蒸気の間で熱交換されることで、蒸気が一方向に流れる場合に問題となる過熱蒸気排出口41d付近のケース41の表面温度が蒸気取込口41c付近のケース41の表面温度よりも大幅に高いという現象が生じない。
【0120】
よって、蒸気過熱手段の断熱構成や安全構成などの設計が容易であり、構成を簡素化することで蒸気過熱手段の小型化を図れ炊飯器本体の小型化にも寄与するものである。
【0121】
例えば、本実施の形態の蒸気過熱手段を使用した炊飯器は、第1の実施の形態の蒸気過熱手段を使用した炊飯器よりも高さを10%低下させることができる。
【産業上の利用可能性】
【0122】
以上のように、 本発明にかかる炊飯器は、蒸気発生手段から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに蒸気の流速を増大させて鍋内に勢いよく投入することで、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることができ、蒸気温度が安定したおいしいご飯を炊くことができるので、家庭用及び業務用炊飯器等として有用である。
【符号の説明】
【0123】
1 炊飯器本体
1a 鍋収納部
1b 上枠
1ba 筒状部分
1bb フランジ部
1bc 水タンク収納部
1c コイルベース
2 鍋
3 蓋
3a 上外郭部材
3b 下外郭部材(蓋カバー)
3c 貫通穴
3d ボス
3A ヒンジ軸
4 加熱板(内蓋)
4a 蒸気逃がし孔
4b 過熱蒸気投入孔
5 水タンク
6 水タンク加熱コイル
7 水タンク温度検知手段
8 鍋底加熱ユニット
8a 底内加熱コイル
8b 底外加熱コイル
9 鍋温度センサ
10 蒸気筒
10a,10b 蒸気逃がし孔
11、14、19、20 パッキン
12 加熱板温度センサ
13 加熱板加熱コイル
15 蒸気過熱手段
16 蒸気供給管
17 過熱蒸気投入管
18 過熱蒸気温度センサ
21 表示部
22 操作部
23 制御手段
24 蒸気発生手段
31,32 断熱部材
33 固定部材
33a 係合孔
33A 略筒状部分
34 締結部材
35 断熱部材
41 ケース
41a、41b 側壁
41c 蒸気取込口
41d 過熱蒸気排出口
42 ヒータ
42A 先端部
42B 発熱部
43 フィン
43a フィン(第1のフィン)
43b フィン(第2のフィン)
44 係合爪
45 蒸気流路
45a 蒸気流路(第1の蒸気流路)
45b 蒸気流路(第2の蒸気流路)
46 金属薄板
47 断熱材(第1の断熱材)
49 断熱材(第2の断熱材)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
上面が開口した本体と、前記本体内に着脱自在に収納される鍋と、前記本体を開閉自在に覆う蓋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、蒸気を発生する蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに蒸気の圧力と流速を増大させて過熱蒸気を生成する蒸気過熱手段と、前記蒸気過熱手段で生成された前記過熱蒸気を前記鍋内へ排出する過熱蒸気投入管とを有し、前記蒸気過熱手段は、複数のフィンからなる螺旋構造をした蒸気流路を蒸気が通過するようにした炊飯器。
【請求項2】
前記蒸気過熱手段は、吸気口と、排気口と、蒸気加熱手段と、蒸気流路と、前記蒸気加熱手段と前記蒸気流路とを収納するケースを備え、前記蒸気流路は、前記蒸気加熱手段の周囲に複数のフィンを取り付けた螺旋構造を有し、前記蒸気流路の断面積は同等かもしくは排気口に近づくにつれて狭くなるようにし、前記吸気口から導入された蒸気は、前記蒸気流路を通過して過熱蒸気となり、前記排気口から前記鍋内に排出されるようにした請求項1に記載の炊飯器。
【請求項3】
前記蒸気過熱手段は、吸気口と、排気口と、蒸気加熱手段と、蒸気流路と、前記蒸気加熱手段と前記蒸気流路とを収納するケースを備え、前記蒸気流路は、連通する第1の蒸気流路および第2の蒸気流路から成り、前記蒸気加熱手段の周囲に複数のフィンを取り付けた多重螺旋構造を有し、前記複数のフィンの間隔は同等かもしくは排気口に近づくにつれて狭くなるようにし、前記第1の蒸気流路と前記第2の蒸気流路を流れる蒸気は互いに逆方向に流れる対向流とし、前記吸気口から導入された前記蒸気は、前記第1の蒸気流路および前記第2の蒸気流路を通過して過熱蒸気となり、前記排気口から前記鍋内に排出されるようにした請求項1に記載の炊飯器。
【請求項4】
前記フィンの外周に金属薄板を巻きつけた請求項1〜3のいずれか1項に記載の炊飯器。
【請求項5】
前記金属薄板と前記ケースとの間に断熱材を設けた請求項4に記載の炊飯器。
【請求項6】
前記蒸気過熱手段を断熱材で覆う構成とした請求項1〜5のいずれか1項に記載の炊飯器。

【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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