炊飯器
【課題】コンパクト性を犠牲にすることなく蒸気の凝縮回収を可能とする炊飯器を提供すること。
【解決手段】蓋３に配置された送風手段２３と、送風手段２３から外気に連通する排気口２０ａを備える送風経路２０と、送風経路２０と鍋２を連通させる蒸気経路２２を備え、送風経路２０内に蒸気を凝縮する蒸気凝縮手段２１を備えてなることにより、熱交換の冷却手段と、蒸気の凝縮手段を同一経路内に構成することによって、冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、水蒸気の直接冷却による低温排気が可能で、コンパクト性を犠牲にすることなく、しっかりとした弾力とハリのあるごはんに仕上げることができる。
【解決手段】蓋３に配置された送風手段２３と、送風手段２３から外気に連通する排気口２０ａを備える送風経路２０と、送風経路２０と鍋２を連通させる蒸気経路２２を備え、送風経路２０内に蒸気を凝縮する蒸気凝縮手段２１を備えてなることにより、熱交換の冷却手段と、蒸気の凝縮手段を同一経路内に構成することによって、冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、水蒸気の直接冷却による低温排気が可能で、コンパクト性を犠牲にすることなく、しっかりとした弾力とハリのあるごはんに仕上げることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンパクト性を犠牲にすることなく蒸気の凝縮回収を可能とする炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水蒸気を過熱することで得られる過熱水蒸気を炊飯工程で投入することで、鍋での炊飯では難しい上方からの加熱によってより均一にごはんを糊化させることができ、ごはんの余分な水分を気化することでしっかりとした弾力とハリのあるごはんに仕上げる炊飯器がある。
【０００３】
従来、この種の炊飯器は、水蒸気を発生させるために炊飯鍋とは別にユーザが水を入れる容器を設けるものと、炊飯中に発生する蒸気を（凝縮）回収して、これを加熱して蒸気を発生するものとが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、蒸気の回収に関しては、冷却手段（ファン）と熱交換器を配置して、熱交換器の冷却側を冷却手段で冷却し、高温側に炊飯蒸気が導通するように構成して蒸気を凝縮回収する凝縮器を搭載する炊飯器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２０３９９５号公報
【特許文献２】特開平４−１８７１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２にあるような前記従来の構成では、冷却側と高温側を導通しないように分離して壁などを介して熱交換する熱交換器で凝縮器を構成する場合には、経路を複数設けることにより、炊飯器のサイズが大型化してしまうという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、炊飯中の蒸気を熱交換によって回収する凝縮器を構成しながら、熱交換のための冷却側、高温側の経路を分けることなくコンパクト性を保持す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】
【０００８】
本発明の発明者らは、前記従来の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下のことを見出した。
【０００９】
即ち、炊飯器の蒸気経路に配置した熱容量の大なる蒸気凝縮手段を送風手段によって冷却することで、炊飯器から発生した蒸気は凝縮して回収することが可能である。また沸騰制御のための炊飯鍋の加熱を断続的に行うことで蒸気の発生／非発生時間を分離することで、蒸気の非発生時には送風手段による蒸気凝縮手段の冷却が容易かつ確実に行うことができるということを見出した。そして、この知見により本発明に想到した。
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、炊飯器本体を覆う蓋と、前記蓋に配置された送風手段と、前記送風手段から外気に連通する排気口を備える送風経路と、前記送風経路と前記鍋を連通させる蒸気経路を備え、送風経路内に蒸気を凝縮する蒸気凝
縮手段を備える構成とした。
【００１１】
これによって、冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、水蒸気を送風手段によって直接冷却することによる低温排気が可能な炊飯器を提供することが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の炊飯器は、熱交換の冷却手段と、蒸気の凝縮手段を同一経路内に構成することによって、冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、水蒸気の直接冷却による低温排気が可能で、コンパクト性を犠牲にすることなく、しっかりとした弾力とハリのあるごはんに仕上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における炊飯器の側断面図
【図２】本発明の実施の形態１における炊飯器の一部破断上面図
【図３】本発明の実施の形態１における炊飯器の蒸気凝縮手段（熱交換器）の温度推移と加熱手段及び送風手段の入力の関係を示す遷移図
【図４】本発明の実施の形態１における炊飯器の蒸気発生時の蒸気と冷却風の動きを示す一部破断上面図
【図５】本発明の実施の形態１における炊飯器の蒸気非発生時の蒸気と冷却風の動きを示す一部破断上面図
【図６】本発明の実施の形態２における炊飯器の蒸気凝縮手段（熱交換器）の温度推移と加熱手段及び送風手段の入力の関係を示す遷移図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、炊飯器本体と、炊飯器本体に装備する鍋と、前記鍋を加熱する加熱手段と、炊飯器本体を覆う蓋と、前記鍋の温度を検出する鍋温度検出手段と、前記鍋温度検出手段の出力に応じた所定の炊飯シーケンスに従って前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記蓋に配置された送風手段と、前記送風手段から外気に連通する排気口を備える送風経路と、前記送風経路と前記鍋を連通させる蒸気経路を備え、送風経路内に蒸気を凝縮する蒸気凝縮手段を備えてなることにより、冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、水蒸気の直接冷却による低温排気が可能で、コンパクト性を犠牲にすることなく、しっかりとした弾力とハリのあるごはんに仕上げることができる。
【００１５】
第２の発明は、特に、第１の発明の前記鍋内を沸騰状態に維持する沸騰工程において、前記加熱手段による前記鍋の加熱を断続に制御することにより、前記鍋からの水蒸気の発生を断続に制御することができ、水蒸気が発生していないときには送風手段による冷却が促進し、水蒸気が発生したときにはその温度差によって凝縮が促進される。このように冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、水蒸気の直接冷却による低温排気が可能で、コンパクト性を犠牲にすることなく、しっかりとした弾力とハリのあるごはんに仕上げることができる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の前記沸騰工程において、前記加熱手段により前記鍋を加熱する少なくとも一部の時間は、前記送風手段による冷却を実施しないことにより、前記鍋からの水蒸気の発生を断続に制御することができ、水蒸気が発生していないときには送風手段による冷却が促進し、水蒸気が発生したときには、送風手段による冷却が行われず、その温度差をより大きなものとすることによって凝縮がより促進される
。このように冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、水蒸気の直接冷却による低温排気が可能で、コンパクト性を犠牲にすることなく、しっかりとした弾力とハリのあるごはんに仕上げることができる。
【００１７】
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。
【００１８】
（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側断面図、図２は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の一部破断上面図を示すものである。
【００１９】
図１において、炊飯器本体１は、上面が開口する略円筒状に形成しており、この炊飯器本体１の内部に鍋収納部である保護枠９を配設し、この保護枠９内には内周面に描かれた水位線を有する鍋２を着脱自在に配設している。
【００２０】
保護枠９の外側には鍋２を加熱する加熱手段５を配設しており、鍋２の底面外側には鍋底面加熱コイル５ａ、鍋２の側面外側には鍋側面加熱コイル５ｂを配設している。なお、鍋底面加熱コイル５ａおよび鍋側面加熱コイル５ｂは加熱コイルに代えてヒータであってもよい。
【００２１】
炊飯器本体１の上部に蓋３を開閉自在に取り付けている。蓋３は一端を、保護枠９の後部にヒンジ軸３ａを介して回動自在に支持され、回動バネ３ｂにより開蓋方向に付勢されている。蓋３のもう一端には、保護枠９の前方にフックボタン１ａを配設し、蓋３の開放を抑止する。フックボタン１ａが蓋３へ嵌合しているときには、蓋３は開放することなくフックボタン１ａに保持され、閉塞状態となっている。
【００２２】
蓋３の下部に、炊飯および保温中に鍋２内に発生する蒸気を排出する蒸気口４ｂを有する内蓋４を配設し、その上部には内蓋４を加熱する内蓋加熱コイル（ヒータ）５ｃを配設している。
【００２３】
蒸気口４ｂから出た蒸気は、蒸気経路２２と送風経路２０を通って送風経路２０に設けた排気口２０ａから炊飯器の外に排出される。排気口２０ａを蓋３の上面に設けると、高温の蒸気は上昇する性質があるため、スムースに炊飯器の外に排出される。
【００２４】
図２に示すように、蓋３には、一端を外気と連通し、他端を送風経路２０と継合する送風手段２３からの送風が送風経路２０を流れるように配置してあり、蒸気経路２２から送風経路２０に入った蒸気は送風手段２３から流入する外気（冷却風）と混合される。
【００２５】
送風経路２０には、例えば熱容量の大きな金属塊などで構成した蒸気凝縮手段２１が配置してあり、送風手段２３から流入する外気（冷却風）によって蒸気凝縮手段２１が冷却され、蒸気の凝縮を促進する構成としている。
【００２６】
鍋２の底略中心部に当接する接触部１４と、接触部１４の温度を計測する鍋温度センサ７、などによって構成される鍋温度センサユニット８は、バネ１５によって付勢されて鍋２の底略中心部に当接して熱伝導によって鍋２の温度を検知することができる。
【００２７】
以上のように構成された炊飯器について、以下その動作、作用を説明する。
【００２８】
図３は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の蒸気凝縮手段（熱交換器）の温度
推移と加熱手段及び送風手段の入力の関係を示す遷移図、図４、図５は、それぞれ、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の蒸気発生時／非発生時の蒸気と冷却風の動きを示す一部破断上面図を示すものである。
【００２９】
ユーザが、炊飯を行う米とその米量に対応した水を鍋２に入れて炊飯器本体１にセットし、蓋３を閉めた後に、操作入力表示部１２の炊飯開始ボタン（図示しない）を操作することで炊飯工程が実施される。
【００３０】
炊飯工程は、時間順に前炊き、炊き上げ、沸騰維持、蒸らしに大分される。
【００３１】
前炊き工程において、炊飯開始から第一の所定時間ｔ１（通常２０分前後）になるまで、鍋温度センサユニット８の検知温度が米の吸水に適した第一の所定温度Ｔ１（例えば６０℃）になるように、加熱制御手段６ａが加熱手段５を制御して鍋２を加熱し、鍋２内の米と水とを加熱する。
【００３２】
前炊き工程は、糊化温度よりも低温の水に米を浸し、予め米に吸水させておくことで、以降の工程において、米の中心部まで十分に糊化させるための工程である。また、本工程は、米に含まれるアミラーゼにより澱粉を分解しグルコースを生成させる工程でもあり、ここで、飯の甘味を生み出すのである。
【００３３】
次に、前炊き工程終了後、炊き上げ工程に移行する。炊き上げ工程において、鍋温度センサユニット８の検知が第二の所定温度Ｔ２（水の沸点（通常１００℃近傍）、例えば８０℃）になるまで加熱制御手段６ａが加熱手段５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。
【００３４】
なお、本工程では、鍋温度センサユニット８の検知により加熱手段５を制御したが、別途、内蓋の温度を検知する蓋温度センサ１３を設け、蓋温度センサ１３の検知温度が所定温度に達するまで、加熱手段５が鍋２を加熱することもできる。
【００３５】
引き続き、炊き上げ工程終了後、沸騰工程に移行する。沸騰工程で、鍋２に水が有る間は、鍋温度センサユニット８の検知温度Ｔａが、第二の所定温度Ｔ２（水の沸点（通常１００℃近傍））で沸騰状態を維持するように加熱制御手段６ａが加熱手段５を制御し、鍋２を加熱する。
【００３６】
そして、沸騰工程が経過していくと、鍋２内の水が蒸発して鍋２内の水が無くなり、鍋２の温度が上昇する。鍋温度センサユニット８の検知温度Ｔａが、第三の所定温度Ｔ３（水の沸点、１００℃）を超えた所定値になるまで、加熱手段５に通電し、米と水を加熱する。この沸騰工程において鍋２内の水が沸騰、蒸発して蒸気が発生する。
【００３７】
鍋温度センサユニット８の検知温度Ｔａが、第三の所定温度Ｔ３（水の沸点以上）に到達すると、鍋２内に水がなくなったと判断し工程の終了とする。この工程は、米澱粉を糊化させる工程であり、炊飯後の飯の糊化度は１００％近くに達するが、この工程終了時には糊化度は５０〜６０％程度となる。
【００３８】
沸騰工程における蒸気の挙動の詳細については、後述する。
【００３９】
次に、蒸らし工程に進む。蒸らし工程では、工程開始からの経過時間が第二の所定時間ｔ２（通常１５分前後）になるまで、鍋温度センサユニット８の検知温度Ｔａが第二の所定温度Ｔ２（通常１００℃近傍）で維持するように加熱制御手段６ａが加熱手段５を制御し、鍋２を加熱する。
【００４０】
蒸らし工程は沸騰工程に引き続き、米澱粉の糊化させる工程であり、蒸らし工程の開始時には糊化度は５０〜６０％程度であったものが、蒸らし工程終了時、すなわち、炊飯終了時には、糊化度は１００％近くに達するのである。
【００４１】
沸騰工程における蒸気の挙動について、詳述する。
【００４２】
沸騰工程において鍋２内の水が沸騰、蒸発して蒸気が発生する。
【００４３】
この蒸気が図４に黒矢印で示すように、鍋２から送風経路２０を通過して排出する際に、送風経路２０に配置され、流入する外気（冷却風）で冷却された蒸気凝縮手段２１に冷却されることによって蒸気凝縮手段２１に凝縮する。このとき蒸気の熱量が、蒸気凝縮手段２１に奪われることになり、蒸気凝縮手段２１の温度が上昇して蒸気と蒸気凝縮手段２１の温度差が小さくなる（図３の（Ａ）の状態）。
【００４４】
そこで図４の白矢印で示すように、送風手段２３で外気を送風し、蒸気凝縮手段２１を冷却することによって、再び蒸気と蒸気凝縮手段２１に温度差が発生させ、再び蒸気を凝縮する能力を保つことができる（図３の（Ｂ）の状態）。
【００４５】
さらに図３に示すように、炊上工程で判定した炊飯量に応じた時間間隔で加熱手段５を間欠動作することによって、蒸発量を適切に制御することができるとともに、加熱手段５の入力が間欠動作中のＯＦＦの間は、図５に示すように蒸気は発生せず、送風手段２３の入力はＯＮなので、送風手段２３による外気の送風のみとなり、より効率的に蒸気凝縮手段２１の冷却を行うことができる。
【００４６】
なお、送風手段２３の風量を制御することによって、蒸気凝縮手段２１の温度を制御することができるため、それに応じて凝縮量を制御することができる。即ち、凝縮水の貯留、再利用を考えた場合には使いきりのために凝縮量を適切に制御することも可能である。
【００４７】
また凝縮水の貯留、再利用において、加熱して蒸気投入する場合には、再度蒸気が蒸気経路２２を通り、蒸気凝縮手段２１に接触するが、この場合も送風手段２３の風量を制御することで、凝縮水の使いきりのために凝縮量を少なくすることができる。
【００４８】
また蒸気凝縮手段２１にフィン形状部を設けて表面積を増やすことで、蒸気、外気との凝縮、冷却の熱交換効率を増大することができる。
【００４９】
また蒸気凝縮手段２１に、表面張力を増して水滴の接触角を増大するような表面処理、塗装を施すことで、凝縮水が膜状に残留することを防ぐことができ、これによって、蒸気、外気と蒸気凝縮手段の接触面積を増やすことができ、熱交換効率を増大することができる。
【００５０】
更に、図４に示すように、蒸気と外気を送風経路２０内で混合して排気することによって、排気口での蒸気温度を低温に抑えることが可能である。
【００５１】
以上のように、炊飯蒸気と、送風手段２３による冷却風が、同一の送風経路２０内に導入され、蒸気凝縮手段２１の冷却、（凝縮）加熱を繰り返すサイクルによって熱交換する凝縮器を構成することによって、冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、蒸気の送風手段２３による冷却で低温排気が可能な炊飯器を提供することができる。
【００５２】
（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態における炊飯器の蒸気凝縮手段（熱交換器）の温度推移と加熱手段及び送風手段の入力の関係を示す遷移図を示すものである。
【００５３】
炊飯器の構成としては、本発明の第１の実施の形態と同じものであるので、説明を省略する。
【００５４】
図６の（Ｃ）のように加熱手段がＯＮされて蒸気が発生しているタイミングの少なくとも一部の時間に、送風手段２３をＯＦＦすることで、蒸気が送風手段２３の冷却風によって冷却されないために、高温を保ったまま蒸気凝縮手段２１に接触することによって、蒸気と蒸気凝縮手段２１の温度差は従来よりも増大するために、熱交換効率が増大し、すなわち凝縮量を増やすことができる。
【００５５】
以上のように、炊飯蒸気と、送風手段２３による冷却風が、同一の送風経路２０内に導入され、蒸気凝縮手段２１の冷却、（凝縮）加熱を繰り返すサイクルによって熱交換する凝縮器を構成することによって、冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができる。
【００５６】
さらに蒸気発生時の少なくとも一部の時間に送風手段２３をＯＦＦすることで蒸気凝縮手段２１に接触する蒸気温度を高温に維持して凝縮の熱交換効率を増大することができる。これによって凝縮水の炊飯への再利用と、蒸気の送風手段２３による冷却で低温排気が可能な炊飯器を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明にかかる炊飯器は、コンパクト性能を犠牲にすることなく蒸気回収ができるので、炊飯時の蒸気を回収して炊飯器の外に出さない蒸気レス炊飯や、回収した凝縮水や、それを加熱した蒸気、高温蒸気を再び炊飯鍋に投入するスチーム炊飯をコンパクトな構成で実現できるので、他のスチーム加熱調理器等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 炊飯器本体
１ａ フックボタン
２ 鍋
３ 蓋
３ａ ヒンジ軸
３ｂ 回動バネ
４ 内蓋
４ｂ 蒸気口
５ 加熱手段
５ａ 鍋底面加熱コイル
５ｂ 鍋側面加熱コイル
５ｃ 内蓋加熱コイル
６ａ 加熱制御手段
７ 鍋温度センサ
８ 鍋温度センサユニット
９ 保護枠
１２ 操作入力表示部
１３ 蓋温度センサ
１４ 接触部
１５ バネ
２０ 送風経路
２０ａ 排気口
２１ 蒸気凝縮手段
２２ 蒸気経路
２３ 送風手段
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンパクト性を犠牲にすることなく蒸気の凝縮回収を可能とする炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水蒸気を過熱することで得られる過熱水蒸気を炊飯工程で投入することで、鍋での炊飯では難しい上方からの加熱によってより均一にごはんを糊化させることができ、ごはんの余分な水分を気化することでしっかりとした弾力とハリのあるごはんに仕上げる炊飯器がある。
【０００３】
従来、この種の炊飯器は、水蒸気を発生させるために炊飯鍋とは別にユーザが水を入れる容器を設けるものと、炊飯中に発生する蒸気を（凝縮）回収して、これを加熱して蒸気を発生するものとが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、蒸気の回収に関しては、冷却手段（ファン）と熱交換器を配置して、熱交換器の冷却側を冷却手段で冷却し、高温側に炊飯蒸気が導通するように構成して蒸気を凝縮回収する凝縮器を搭載する炊飯器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２０３９９５号公報
【特許文献２】特開平４−１８７１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２にあるような前記従来の構成では、冷却側と高温側を導通しないように分離して壁などを介して熱交換する熱交換器で凝縮器を構成する場合には、経路を複数設けることにより、炊飯器のサイズが大型化してしまうという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、炊飯中の蒸気を熱交換によって回収する凝縮器を構成しながら、熱交換のための冷却側、高温側の経路を分けることなくコンパクト性を保持す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】
【０００８】
本発明の発明者らは、前記従来の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下のことを見出した。
【０００９】
即ち、炊飯器の蒸気経路に配置した熱容量の大なる蒸気凝縮手段を送風手段によって冷却することで、炊飯器から発生した蒸気は凝縮して回収することが可能である。また沸騰制御のための炊飯鍋の加熱を断続的に行うことで蒸気の発生／非発生時間を分離することで、蒸気の非発生時には送風手段による蒸気凝縮手段の冷却が容易かつ確実に行うことができるということを見出した。そして、この知見により本発明に想到した。
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、炊飯器本体を覆う蓋と、前記蓋に配置された送風手段と、前記送風手段から外気に連通する排気口を備える送風経路と、前記送風経路と前記鍋を連通させる蒸気経路を備え、送風経路内に蒸気を凝縮する蒸気凝
縮手段を備える構成とした。
【００１１】
これによって、冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、水蒸気を送風手段によって直接冷却することによる低温排気が可能な炊飯器を提供することが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の炊飯器は、熱交換の冷却手段と、蒸気の凝縮手段を同一経路内に構成することによって、冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、水蒸気の直接冷却による低温排気が可能で、コンパクト性を犠牲にすることなく、しっかりとした弾力とハリのあるごはんに仕上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における炊飯器の側断面図
【図２】本発明の実施の形態１における炊飯器の一部破断上面図
【図３】本発明の実施の形態１における炊飯器の蒸気凝縮手段（熱交換器）の温度推移と加熱手段及び送風手段の入力の関係を示す遷移図
【図４】本発明の実施の形態１における炊飯器の蒸気発生時の蒸気と冷却風の動きを示す一部破断上面図
【図５】本発明の実施の形態１における炊飯器の蒸気非発生時の蒸気と冷却風の動きを示す一部破断上面図
【図６】本発明の実施の形態２における炊飯器の蒸気凝縮手段（熱交換器）の温度推移と加熱手段及び送風手段の入力の関係を示す遷移図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、炊飯器本体と、炊飯器本体に装備する鍋と、前記鍋を加熱する加熱手段と、炊飯器本体を覆う蓋と、前記鍋の温度を検出する鍋温度検出手段と、前記鍋温度検出手段の出力に応じた所定の炊飯シーケンスに従って前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記蓋に配置された送風手段と、前記送風手段から外気に連通する排気口を備える送風経路と、前記送風経路と前記鍋を連通させる蒸気経路を備え、送風経路内に蒸気を凝縮する蒸気凝縮手段を備えてなることにより、冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、水蒸気の直接冷却による低温排気が可能で、コンパクト性を犠牲にすることなく、しっかりとした弾力とハリのあるごはんに仕上げることができる。
【００１５】
第２の発明は、特に、第１の発明の前記鍋内を沸騰状態に維持する沸騰工程において、前記加熱手段による前記鍋の加熱を断続に制御することにより、前記鍋からの水蒸気の発生を断続に制御することができ、水蒸気が発生していないときには送風手段による冷却が促進し、水蒸気が発生したときにはその温度差によって凝縮が促進される。このように冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、水蒸気の直接冷却による低温排気が可能で、コンパクト性を犠牲にすることなく、しっかりとした弾力とハリのあるごはんに仕上げることができる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の前記沸騰工程において、前記加熱手段により前記鍋を加熱する少なくとも一部の時間は、前記送風手段による冷却を実施しないことにより、前記鍋からの水蒸気の発生を断続に制御することができ、水蒸気が発生していないときには送風手段による冷却が促進し、水蒸気が発生したときには、送風手段による冷却が行われず、その温度差をより大きなものとすることによって凝縮がより促進される
。このように冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、水蒸気の直接冷却による低温排気が可能で、コンパクト性を犠牲にすることなく、しっかりとした弾力とハリのあるごはんに仕上げることができる。
【００１７】
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。
【００１８】
（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側断面図、図２は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の一部破断上面図を示すものである。
【００１９】
図１において、炊飯器本体１は、上面が開口する略円筒状に形成しており、この炊飯器本体１の内部に鍋収納部である保護枠９を配設し、この保護枠９内には内周面に描かれた水位線を有する鍋２を着脱自在に配設している。
【００２０】
保護枠９の外側には鍋２を加熱する加熱手段５を配設しており、鍋２の底面外側には鍋底面加熱コイル５ａ、鍋２の側面外側には鍋側面加熱コイル５ｂを配設している。なお、鍋底面加熱コイル５ａおよび鍋側面加熱コイル５ｂは加熱コイルに代えてヒータであってもよい。
【００２１】
炊飯器本体１の上部に蓋３を開閉自在に取り付けている。蓋３は一端を、保護枠９の後部にヒンジ軸３ａを介して回動自在に支持され、回動バネ３ｂにより開蓋方向に付勢されている。蓋３のもう一端には、保護枠９の前方にフックボタン１ａを配設し、蓋３の開放を抑止する。フックボタン１ａが蓋３へ嵌合しているときには、蓋３は開放することなくフックボタン１ａに保持され、閉塞状態となっている。
【００２２】
蓋３の下部に、炊飯および保温中に鍋２内に発生する蒸気を排出する蒸気口４ｂを有する内蓋４を配設し、その上部には内蓋４を加熱する内蓋加熱コイル（ヒータ）５ｃを配設している。
【００２３】
蒸気口４ｂから出た蒸気は、蒸気経路２２と送風経路２０を通って送風経路２０に設けた排気口２０ａから炊飯器の外に排出される。排気口２０ａを蓋３の上面に設けると、高温の蒸気は上昇する性質があるため、スムースに炊飯器の外に排出される。
【００２４】
図２に示すように、蓋３には、一端を外気と連通し、他端を送風経路２０と継合する送風手段２３からの送風が送風経路２０を流れるように配置してあり、蒸気経路２２から送風経路２０に入った蒸気は送風手段２３から流入する外気（冷却風）と混合される。
【００２５】
送風経路２０には、例えば熱容量の大きな金属塊などで構成した蒸気凝縮手段２１が配置してあり、送風手段２３から流入する外気（冷却風）によって蒸気凝縮手段２１が冷却され、蒸気の凝縮を促進する構成としている。
【００２６】
鍋２の底略中心部に当接する接触部１４と、接触部１４の温度を計測する鍋温度センサ７、などによって構成される鍋温度センサユニット８は、バネ１５によって付勢されて鍋２の底略中心部に当接して熱伝導によって鍋２の温度を検知することができる。
【００２７】
以上のように構成された炊飯器について、以下その動作、作用を説明する。
【００２８】
図３は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の蒸気凝縮手段（熱交換器）の温度
推移と加熱手段及び送風手段の入力の関係を示す遷移図、図４、図５は、それぞれ、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の蒸気発生時／非発生時の蒸気と冷却風の動きを示す一部破断上面図を示すものである。
【００２９】
ユーザが、炊飯を行う米とその米量に対応した水を鍋２に入れて炊飯器本体１にセットし、蓋３を閉めた後に、操作入力表示部１２の炊飯開始ボタン（図示しない）を操作することで炊飯工程が実施される。
【００３０】
炊飯工程は、時間順に前炊き、炊き上げ、沸騰維持、蒸らしに大分される。
【００３１】
前炊き工程において、炊飯開始から第一の所定時間ｔ１（通常２０分前後）になるまで、鍋温度センサユニット８の検知温度が米の吸水に適した第一の所定温度Ｔ１（例えば６０℃）になるように、加熱制御手段６ａが加熱手段５を制御して鍋２を加熱し、鍋２内の米と水とを加熱する。
【００３２】
前炊き工程は、糊化温度よりも低温の水に米を浸し、予め米に吸水させておくことで、以降の工程において、米の中心部まで十分に糊化させるための工程である。また、本工程は、米に含まれるアミラーゼにより澱粉を分解しグルコースを生成させる工程でもあり、ここで、飯の甘味を生み出すのである。
【００３３】
次に、前炊き工程終了後、炊き上げ工程に移行する。炊き上げ工程において、鍋温度センサユニット８の検知が第二の所定温度Ｔ２（水の沸点（通常１００℃近傍）、例えば８０℃）になるまで加熱制御手段６ａが加熱手段５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。
【００３４】
なお、本工程では、鍋温度センサユニット８の検知により加熱手段５を制御したが、別途、内蓋の温度を検知する蓋温度センサ１３を設け、蓋温度センサ１３の検知温度が所定温度に達するまで、加熱手段５が鍋２を加熱することもできる。
【００３５】
引き続き、炊き上げ工程終了後、沸騰工程に移行する。沸騰工程で、鍋２に水が有る間は、鍋温度センサユニット８の検知温度Ｔａが、第二の所定温度Ｔ２（水の沸点（通常１００℃近傍））で沸騰状態を維持するように加熱制御手段６ａが加熱手段５を制御し、鍋２を加熱する。
【００３６】
そして、沸騰工程が経過していくと、鍋２内の水が蒸発して鍋２内の水が無くなり、鍋２の温度が上昇する。鍋温度センサユニット８の検知温度Ｔａが、第三の所定温度Ｔ３（水の沸点、１００℃）を超えた所定値になるまで、加熱手段５に通電し、米と水を加熱する。この沸騰工程において鍋２内の水が沸騰、蒸発して蒸気が発生する。
【００３７】
鍋温度センサユニット８の検知温度Ｔａが、第三の所定温度Ｔ３（水の沸点以上）に到達すると、鍋２内に水がなくなったと判断し工程の終了とする。この工程は、米澱粉を糊化させる工程であり、炊飯後の飯の糊化度は１００％近くに達するが、この工程終了時には糊化度は５０〜６０％程度となる。
【００３８】
沸騰工程における蒸気の挙動の詳細については、後述する。
【００３９】
次に、蒸らし工程に進む。蒸らし工程では、工程開始からの経過時間が第二の所定時間ｔ２（通常１５分前後）になるまで、鍋温度センサユニット８の検知温度Ｔａが第二の所定温度Ｔ２（通常１００℃近傍）で維持するように加熱制御手段６ａが加熱手段５を制御し、鍋２を加熱する。
【００４０】
蒸らし工程は沸騰工程に引き続き、米澱粉の糊化させる工程であり、蒸らし工程の開始時には糊化度は５０〜６０％程度であったものが、蒸らし工程終了時、すなわち、炊飯終了時には、糊化度は１００％近くに達するのである。
【００４１】
沸騰工程における蒸気の挙動について、詳述する。
【００４２】
沸騰工程において鍋２内の水が沸騰、蒸発して蒸気が発生する。
【００４３】
この蒸気が図４に黒矢印で示すように、鍋２から送風経路２０を通過して排出する際に、送風経路２０に配置され、流入する外気（冷却風）で冷却された蒸気凝縮手段２１に冷却されることによって蒸気凝縮手段２１に凝縮する。このとき蒸気の熱量が、蒸気凝縮手段２１に奪われることになり、蒸気凝縮手段２１の温度が上昇して蒸気と蒸気凝縮手段２１の温度差が小さくなる（図３の（Ａ）の状態）。
【００４４】
そこで図４の白矢印で示すように、送風手段２３で外気を送風し、蒸気凝縮手段２１を冷却することによって、再び蒸気と蒸気凝縮手段２１に温度差が発生させ、再び蒸気を凝縮する能力を保つことができる（図３の（Ｂ）の状態）。
【００４５】
さらに図３に示すように、炊上工程で判定した炊飯量に応じた時間間隔で加熱手段５を間欠動作することによって、蒸発量を適切に制御することができるとともに、加熱手段５の入力が間欠動作中のＯＦＦの間は、図５に示すように蒸気は発生せず、送風手段２３の入力はＯＮなので、送風手段２３による外気の送風のみとなり、より効率的に蒸気凝縮手段２１の冷却を行うことができる。
【００４６】
なお、送風手段２３の風量を制御することによって、蒸気凝縮手段２１の温度を制御することができるため、それに応じて凝縮量を制御することができる。即ち、凝縮水の貯留、再利用を考えた場合には使いきりのために凝縮量を適切に制御することも可能である。
【００４７】
また凝縮水の貯留、再利用において、加熱して蒸気投入する場合には、再度蒸気が蒸気経路２２を通り、蒸気凝縮手段２１に接触するが、この場合も送風手段２３の風量を制御することで、凝縮水の使いきりのために凝縮量を少なくすることができる。
【００４８】
また蒸気凝縮手段２１にフィン形状部を設けて表面積を増やすことで、蒸気、外気との凝縮、冷却の熱交換効率を増大することができる。
【００４９】
また蒸気凝縮手段２１に、表面張力を増して水滴の接触角を増大するような表面処理、塗装を施すことで、凝縮水が膜状に残留することを防ぐことができ、これによって、蒸気、外気と蒸気凝縮手段の接触面積を増やすことができ、熱交換効率を増大することができる。
【００５０】
更に、図４に示すように、蒸気と外気を送風経路２０内で混合して排気することによって、排気口での蒸気温度を低温に抑えることが可能である。
【００５１】
以上のように、炊飯蒸気と、送風手段２３による冷却風が、同一の送風経路２０内に導入され、蒸気凝縮手段２１の冷却、（凝縮）加熱を繰り返すサイクルによって熱交換する凝縮器を構成することによって、冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができ、これによって凝縮水の炊飯への再利用と、蒸気の送風手段２３による冷却で低温排気が可能な炊飯器を提供することができる。
【００５２】
（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態における炊飯器の蒸気凝縮手段（熱交換器）の温度推移と加熱手段及び送風手段の入力の関係を示す遷移図を示すものである。
【００５３】
炊飯器の構成としては、本発明の第１の実施の形態と同じものであるので、説明を省略する。
【００５４】
図６の（Ｃ）のように加熱手段がＯＮされて蒸気が発生しているタイミングの少なくとも一部の時間に、送風手段２３をＯＦＦすることで、蒸気が送風手段２３の冷却風によって冷却されないために、高温を保ったまま蒸気凝縮手段２１に接触することによって、蒸気と蒸気凝縮手段２１の温度差は従来よりも増大するために、熱交換効率が増大し、すなわち凝縮量を増やすことができる。
【００５５】
以上のように、炊飯蒸気と、送風手段２３による冷却風が、同一の送風経路２０内に導入され、蒸気凝縮手段２１の冷却、（凝縮）加熱を繰り返すサイクルによって熱交換する凝縮器を構成することによって、冷却側と高温側の経路を分けることなくコンパクトな凝縮器を構成することができる。
【００５６】
さらに蒸気発生時の少なくとも一部の時間に送風手段２３をＯＦＦすることで蒸気凝縮手段２１に接触する蒸気温度を高温に維持して凝縮の熱交換効率を増大することができる。これによって凝縮水の炊飯への再利用と、蒸気の送風手段２３による冷却で低温排気が可能な炊飯器を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明にかかる炊飯器は、コンパクト性能を犠牲にすることなく蒸気回収ができるので、炊飯時の蒸気を回収して炊飯器の外に出さない蒸気レス炊飯や、回収した凝縮水や、それを加熱した蒸気、高温蒸気を再び炊飯鍋に投入するスチーム炊飯をコンパクトな構成で実現できるので、他のスチーム加熱調理器等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 炊飯器本体
１ａ フックボタン
２ 鍋
３ 蓋
３ａ ヒンジ軸
３ｂ 回動バネ
４ 内蓋
４ｂ 蒸気口
５ 加熱手段
５ａ 鍋底面加熱コイル
５ｂ 鍋側面加熱コイル
５ｃ 内蓋加熱コイル
６ａ 加熱制御手段
７ 鍋温度センサ
８ 鍋温度センサユニット
９ 保護枠
１２ 操作入力表示部
１３ 蓋温度センサ
１４ 接触部
１５ バネ
２０ 送風経路
２０ａ 排気口
２１ 蒸気凝縮手段
２２ 蒸気経路
２３ 送風手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炊飯器本体と、炊飯器本体に装備する鍋と、前記鍋を加熱する加熱手段と、炊飯器本体を覆う蓋と、前記鍋の温度を検出する鍋温度検出手段と、前記鍋温度検出手段の出力に応じた所定の炊飯シーケンスに従って前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記蓋に配置された送風手段と、前記送風手段から外気に連通する排気口を備える送風経路と、前記送風経路と前記鍋を連通させる蒸気経路を備え、送風経路内に蒸気を凝縮する蒸気凝縮手段を備えてなる炊飯器。
【請求項２】
前記鍋内を沸騰状態に維持する沸騰工程において、前記加熱手段による前記鍋の加熱を断続に制御することを特徴とする請求項１に記載の炊飯器。
【請求項３】
前記沸騰工程において、前記加熱手段により前記鍋を加熱する少なくとも一部の時間は、前記送風手段による冷却を実施しないことを特徴とする請求項１または２に記載の炊飯器。
【請求項１】
炊飯器本体と、炊飯器本体に装備する鍋と、前記鍋を加熱する加熱手段と、炊飯器本体を覆う蓋と、前記鍋の温度を検出する鍋温度検出手段と、前記鍋温度検出手段の出力に応じた所定の炊飯シーケンスに従って前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記蓋に配置された送風手段と、前記送風手段から外気に連通する排気口を備える送風経路と、前記送風経路と前記鍋を連通させる蒸気経路を備え、送風経路内に蒸気を凝縮する蒸気凝縮手段を備えてなる炊飯器。
【請求項２】
前記鍋内を沸騰状態に維持する沸騰工程において、前記加熱手段による前記鍋の加熱を断続に制御することを特徴とする請求項１に記載の炊飯器。
【請求項３】
前記沸騰工程において、前記加熱手段により前記鍋を加熱する少なくとも一部の時間は、前記送風手段による冷却を実施しないことを特徴とする請求項１または２に記載の炊飯器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２３１８５９（Ｐ２０１２−２３１８５９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０１０６５（Ｐ２０１１−１０１０６５）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【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１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【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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